单元 04：完成第一个交易策略

我们已经有了通过检查的收盘价，也能计算每日收益。接下来要把一句交易想法变成程序能够逐日执行的明确规则：价格处于近期平均水平之上时希望持有，否则希望空仓。

本单元先完成策略的决策部分，不急着计算赚亏。你会得到一张包含收盘价、移动平均线、信号和目标持仓的研究表；订单、成交和策略收益将在下一单元接入。

本单元目标

完成本单元后，你将能够：

• 使用滚动窗口计算简单移动平均线；
• 解释窗口预热期为什么没有指标值；
• 把交易想法写成没有歧义的信号规则；
• 把文字信号转换为每日目标持仓；
• 区分指标、信号、目标持仓、订单、成交和实际持仓；
• 说明当日收盘后产生的信号为什么不能获得当日收盘前的收益；
• 用指定日期手工核对均线和信号。

最终产物由下面的命令生成：

uv run python examples/unit04/build_ma_signal.py

前置条件

• 已完成单元 03；
• 能解释收盘价、简单收益率和收益区间；
• 已执行 uv sync --locked；
• 后续命令均在项目根目录运行。

场景：把趋势判断写成明确规则

“趋势向上就持有”听起来像策略，但程序无法直接运行这句话。什么叫趋势向上？观察多长时间？刚好相等时怎么办？数据不足时又怎么办？

本单元把它写成下面这组完整规则：

项目	本单元约定
输入	DEMO_ETF 的日频收盘价
指标	包含当日在内的最近 3 个交易日收盘价平均值
做多信号	当日收盘价高于 3 日均线
空仓信号	当日收盘价低于或等于 3 日均线
预热期	不足 3 个价格时不产生信号
目标持仓	long 对应 1.0，cash 对应 0.0
决策时间	当日收盘价形成后

目标持仓 1.0 表示希望将全部策略资金暴露于该资产，0.0 表示希望持有现金。本单元不使用杠杆，也不做空。

这种试图跟随已经出现的价格方向、而不是预测具体目标价格的思路，通常称为趋势跟随（Trend Following）。移动平均线只是表达趋势的一种简单方法，不保证识别正确，也不保证获得收益。

3 日窗口只是教学参数

真实日频策略常观察更长区间，但当前样例只有 10 个交易日。选择 3 日窗口是为了让每个数字都能手工检查，并让短样本出现几次信号变化；它不是从历史表现中挑出的“最佳参数”。

计算简单移动平均线

简单移动平均线（Simple Moving Average，SMA）是最近若干个观测值的算术平均。3 日均线写成：

$$SM{A}_t^{(3)}=\frac{P_t+P_{t-1}+P_{t-2}}{3}$$

其中：

• $P_t$：交易日 $t$ 的收盘价，单位为 CNY/份；
• $P_{t-1}$、$P_{t-2}$：前 1、前 2 个交易日的收盘价，单位相同；
• $SM{A}_t^{(3)}$：截至交易日 $t$ 的 3 日平均收盘价，仍为 CNY/份；
• 上标 (3) 表示窗口包含 3 个交易日，不是三次方。

样例前三个收盘价为 100.80、101.70 和 101.20，因此 2024-01-04 的均线为：

$$\frac{100.80+101.70+101.20}{3}=101.2333$$

代码使用 pandas 的滚动窗口：

result["sma"] = result["close"].rolling(
    window=window,
    min_periods=window,
).mean()

这个窗口向后观察：当日均线只使用当日和此前的价格，不会读取未来数据。min_periods=window 明确要求凑齐 3 个价格才计算，所以前两行保持缺失。

前两天不是“均线等于 0”，也不是“应该空仓”，而是指标尚未准备好。这段等待足够历史数据的区间称为预热期（Warm-up Period）。

从指标得到信号

指标只是一个数字；信号（Signal）是把这个数字带入规则后得到的判断。本单元的规则可以写成：

均线尚未形成               → warming_up
收盘价 > 3 日均线          → long
收盘价 <= 3 日均线         → cash

代码先让所有行保持未知，只对均线已经形成的日期赋值：

result["signal"] = pd.Series(pd.NA, index=result.index, dtype="string")
indicator_is_ready = result["sma"].notna()

result.loc[
    indicator_is_ready & (result["close"] > result["sma"]),
    "signal",
] = "long"
result.loc[
    indicator_is_ready & (result["close"] <= result["sma"]),
    "signal",
] = "cash"

等于均线时归入 cash，不是金融市场的统一规定，只是为了让规则覆盖所有可能情况。换成其他处理方式也可以，但必须事先写清楚。

手工检查三个日期

日期	收盘价	3 日均线	比较	信号
2024-01-04	101.20	101.2333	收盘价低于均线	cash
2024-01-05	102.40	101.7667	收盘价高于均线	long
2024-01-09	102.60	102.7000	收盘价低于均线	cash

这三行分别覆盖了第一个有效信号、从空仓转为希望持有，以及从希望持有转为空仓。程序结果应与逐项比较完全一致。

把信号转换为目标持仓

文字信号便于阅读，数值持仓便于后续计算。这里使用下面的映射：

result["target_position"] = result["signal"].map(
    {"long": 1.0, "cash": 0.0}
)

目标持仓（Target Position）表示策略此刻希望达到的资产暴露比例：

信号	target_position	含义
warming_up	缺失	信息不足，尚不作决策
long	1.0	希望全部策略资金持有资产
cash	0.0	希望不持有资产

这里的“每日目标持仓”表示均线准备好后，每个交易日都有一个目标状态。即使连续两天都是 long，第二天仍会明确记录 1.0；它不是只在进出场那天才出现的事件。

不要把目标持仓当成实际持仓

到这里，程序只完成了决策。下面这些词处在交易链路的不同位置：

概念	回答的问题	本单元是否生成
指标（Indicator）	数据计算出了什么数值？	是，sma
信号（Signal）	规则现在给出什么判断？	是，long / cash
目标持仓（Target Position）	策略希望持有多少？	是，1.0 / 0.0
订单（Order）	要向交易场所提交什么买卖指令？	否
成交（Fill / Execution）	订单实际以什么价格成交了多少？	否
实际持仓（Position）	成交后账户真正持有什么？	否

信号不会自动变成成交。订单可能被延迟、部分成交或无法成交，实际持仓也可能因为资金、最小交易单位和市场规则而偏离目标。

本单元还必须明确一条时间关系：3 日均线包含当日收盘价，所以只有当日收盘价形成后，才能确定当日信号。

交易日 t 收盘价形成
        ↓
计算 SMA(t)
        ↓
得到 signal(t)
        ↓
得到 target_position(t)
        ↓
等待后续可执行时点

因此 target_position(t) 不能获得从 t-1 收盘到 t 收盘这段已经发生的收益。下一单元会明确采用什么成交时点，并将目标持仓转换为实际持仓；在那之前，本单元不会计算策略收益。

常见的时间穿越

如果先用交易日 t 的收盘价计算信号，又声称策略已经按同一个收盘价持有并赚取了当天收益，就使用了决策时尚不知道的信息。这会让回测结果看起来更好，但无法按相同时间顺序执行。

运行完整流程

执行：

uv run python examples/unit04/build_ma_signal.py

预期得到：

      date  close      sma     signal target_position
2024-01-02  100.8       -- warming_up              --
2024-01-03  101.7       -- warming_up              --
2024-01-04  101.2 101.2333       cash             0.0
2024-01-05  102.4 101.7667       long             1.0
2024-01-08  103.1 102.2333       long             1.0
2024-01-09  102.6 102.7000       cash             0.0
2024-01-10  104.0 103.2333       long             1.0
2024-01-11  104.8 103.8000       long             1.0
2024-01-12  104.2 104.3333       cash             0.0
2024-01-15  105.5 104.8333       long             1.0

价格观测: 10 个
均线预热: 2 天
目标持有: 5 天
目标空仓: 3 天
目标持仓切换: 5 次
信号明细: outputs/unit04/signals.csv
信号图表: outputs/unit04/sma_signal.png

第一次有效决策是 cash，它建立了初始目标，但不计为从另一个已知目标切换。此后 cash → long → cash → long → cash → long，因此共有 5 次目标持仓切换。

signals.csv 包含：

字段	含义
symbol	证券标识
date	产生指标和信号的交易日
close	当日收盘价，CNY/份
sma	截至当日的 3 日简单移动平均线，CNY/份
signal	long、cash 或预热期缺失
target_position	当日收盘后确定的目标资产比例

检查价格、均线与目标持仓

打开 outputs/unit04/sma_signal.png。上图展示收盘价与 3 日均线，下图展示每个信号日的目标持仓。

读图时沿着同一个日期上下对照：

• 蓝色收盘价高于橙色均线时，下图目标为 Long；
• 蓝色收盘价低于或等于橙色均线时，下图目标为 Cash；
• 前两个日期没有完整的 3 日窗口，所以目标持仓也没有值；
• 红线表示目标，而不是已经成交后的实际持仓。

图表能够帮助发现规则实现与直觉不一致，但不能证明策略有效。当前数据只有 10 个交易日，窗口也是为了教学选择的 3 日；这张图只用于检查计算链路。

常见陷阱

把预热期当成空仓信号

预热期表示指标无法计算，空仓表示指标已经形成且规则明确选择 0.0。两者在后续统计和回测中应保持区别。

没有明确窗口是否包含当日

本单元的尾随窗口包含当日收盘价和此前两个交易日。若使用居中窗口，计算会读到未来价格，不适合生成可执行信号。

规则遗漏等于均线的情况

只写“大于时持有、小于时空仓”会让相等时没有定义。本单元明确使用“小于或等于时空仓”。

把信号、目标持仓和实际持仓混为一谈

信号是判断，目标持仓是愿望，实际持仓是成交后的账户状态。忽略中间的订单和成交，会掩盖执行延迟与交易限制。

用同一个收盘价生成信号并成交

最终收盘价形成后才能完成本单元的计算。除非有明确且可实现的订单机制，否则不能假设已经按这个价格成交。

根据这 10 天挑选参数

反复尝试窗口，再保留结果最好的那个，会把样本中的偶然波动当成规律。参数代表研究假设，不是从历史数据中自动找到的预测答案。参数选择和过拟合会在后续单元专门处理。

验证结果

完成标准：

• 3 日均线的前两行保持缺失；
• 2024-01-04 的均线为 101.2333，信号为 cash；
• 2024-01-05 的均线为 101.7667，信号为 long；
• 均线形成后的 8 天均有明确目标持仓；
• 目标持有 5 天、目标空仓 3 天，并发生 5 次切换；
• 能说明目标持仓为什么尚不能直接乘以当日收益；
• 能按顺序区分指标、信号、目标持仓、订单、成交和实际持仓。

小结

本单元把一条交易想法变成了可检查的决策链路：

按日期排序的收盘价
        ↓ 3 日滚动平均
指标：SMA
        ↓ 与当日收盘价比较
信号：long / cash
        ↓ 映射为资产比例
目标持仓：1.0 / 0.0
        ↓ 尚未发生
订单 → 成交 → 实际持仓

下一单元会继续处理这条链路的后半段：加入信号延迟、实际持仓和交易成本，再把持仓与资产收益连接为可验证的策略净值。

练习

基础练习：手工检查完整窗口

选择 2024-01-10：

1. 找出它和此前两个交易日的收盘价；
2. 手工计算 3 日均线；
3. 比较当日收盘价与均线；
4. 写出信号和目标持仓；
5. 与 signals.csv 对照。

进阶练习：修改窗口但不评价收益

把 window 改为 4，观察：

• 预热期增加到几天；
• 第一个有效信号出现在哪一天；
• 哪些日期的目标持仓发生变化。

这里只比较指标和信号，不根据短样本判断 3 日还是 4 日窗口更好。

延伸练习：写出另一条无歧义规则

尝试用自然语言完整描述“短期均线上穿长期均线时持有”的策略，至少回答：

• 两条均线各使用多少个交易日；
• 窗口是否包含当日；
• 两条均线相等时如何处理；
• 预热期是否产生目标持仓；
• 信号何时产生，最早何时可以提交订单。

先把规则写完整，不需要实现代码或比较收益。