分模块写出股票强化学习代码

时间: 2023-06-29 19:07:12 浏览: 137
好的,我们可以将股票强化学习代码分成以下模块: 1. 数据获取 2. 环境建立 3. 强化学习算法 4. 训练流程 下面是每个模块的详细代码实现: 1. 数据获取 首先需要获取股票历史数据,这里使用tushare库来获取数据。可以在tushare官网申请token后,使用以下代码获取数据: ```python import tushare as ts # 获取股票历史数据 def get_stock_data(code, start_date, end_date): data = ts.get_hist_data(code, start=start_date, end=end_date) return data ``` 2. 环境建立 接下来我们需要建立强化学习的环境,这里我们以股票交易为例。环境包括股票价格、手续费等信息,以及交易策略等。 ```python import numpy as np class StockTradingEnv: def __init__(self, data, init_balance=1000000): self.data = data self.balance = init_balance self.shares = 0 self.total_value = init_balance self.current_step = None self.max_steps = len(data) - 1 self.reward_range = (0, self.balance * 0.05) self.action_space = spaces.Discrete(3) # 0: 不操作,1: 买入,2: 卖出 self.observation_space = spaces.Box(low=0, high=np.inf, shape=(6,), dtype=np.float32) def reset(self): self.current_step = 0 self.balance = 1000000 self.shares = 0 self.total_value = self.balance return self._get_obs() def step(self, action): assert self.action_space.contains(action), f"Invalid action {action}" prev_val = self._get_val() self.current_step += 1 if action == 1: # 买入 self._buy() elif action == 2: # 卖出 self._sell() cur_val = self._get_val() reward = cur_val - prev_val done = self.current_step == self.max_steps obs = self._get_obs() return obs, reward, done, {} def _get_obs(self): obs = np.array([ self.data['open'][self.current_step], self.data['high'][self.current_step], self.data['low'][self.current_step], self.data['close'][self.current_step], self.data['volume'][self.current_step], self.balance ]) return obs def _get_val(self): return self.balance + self.shares * self.data['close'][self.current_step] def _buy(self): price = self.data['close'][self.current_step] shares = self.balance // price self.shares += shares self.balance -= shares * price def _sell(self): price = self.data['close'][self.current_step] self.balance += self.shares * price self.shares = 0 ``` 3. 强化学习算法 这里我们使用DQN(Deep Q-Network)算法来进行股票交易的强化学习。 ```python import torch import torch.nn as nn import torch.optim as optim import numpy as np from collections import deque class DQNAgent: def __init__(self, env, gamma=0.99, epsilon=1.0, epsilon_min=0.01, epsilon_decay=0.9995, lr=0.001, batch_size=64): self.env = env self.gamma = gamma self.epsilon = epsilon self.epsilon_min = epsilon_min self.epsilon_decay = epsilon_decay self.lr = lr self.batch_size = batch_size self.memory = deque(maxlen=2000) self.model = nn.Sequential( nn.Linear(env.observation_space.shape[0], 64), nn.ReLU(), nn.Linear(64, 64), nn.ReLU(), nn.Linear(64, env.action_space.n) ) self.optimizer = optim.Adam(self.model.parameters(), lr=lr) self.loss_fn = nn.MSELoss() def act(self, state): if np.random.rand() < self.epsilon: return self.env.action_space.sample() q_values = self.model(torch.tensor(state).float()) return torch.argmax(q_values).item() def remember(self, state, action, reward, next_state, done): self.memory.append((state, action, reward, next_state, done)) def replay(self): if len(self.memory) < self.batch_size: return minibatch = np.array(random.sample(self.memory, self.batch_size)) states = np.stack(minibatch[:, 0]) actions = np.stack(minibatch[:, 1]) rewards = np.stack(minibatch[:, 2]) next_states = np.stack(minibatch[:, 3]) dones = np.stack(minibatch[:, 4]) current_q_values = self.model(torch.tensor(states).float()) next_q_values = self.model(torch.tensor(next_states).float()) target_q_values = current_q_values.clone().detach() for i in range(self.batch_size): if dones[i]: target_q_values[i][actions[i]] = rewards[i] else: target_q_values[i][actions[i]] = rewards[i] + self.gamma * torch.max(next_q_values[i]) loss = self.loss_fn(current_q_values, target_q_values) self.optimizer.zero_grad() loss.backward() self.optimizer.step() def decay_epsilon(self): self.epsilon = max(self.epsilon_min, self.epsilon * self.epsilon_decay) def train(self, episodes): for episode in range(episodes): state = self.env.reset() done = False while not done: action = self.act(state) next_state, reward, done, _ = self.env.step(action) self.remember(state, action, reward, next_state, done) state = next_state self.replay() self.decay_epsilon() ``` 4. 训练流程 最后,我们将上述模块组合起来进行训练。训练过程中,我们将每个episode的总回报打印出来。 ```python def main(): # 获取股票历史数据 data = get_stock_data('000001', '20200101', '20211231') # 建立股票交易环境 env = StockTradingEnv(data) # 训练DQN智能体 agent = DQNAgent(env) agent.train(100) # 测试交易策略 state = env.reset() done = False while not done: action = agent.act(state) state, reward, done, _ = env.step(action) print(f"Total reward: {env.total_value - env.balance}") ``` 以上就是股票强化学习代码的模块化实现。
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