R語言金融分析與建模

目　錄
第 1篇 R語言基礎
第 1章 R簡介 2
1．1 下載和安裝R 2
1．2 啟動和退出R 2
1．3 R的基本概念和功能 3
1．4 ls()函數(shù)和rm()函數(shù) 4
1．5 換行符號（+）及R提示符 5
1．6 尋求幫助 5
1．7 使用R作為一個普通計算器 6
1．8 找回以前的命令 7
1．9 比較ls()函數(shù)和dir()函數(shù) 7
1．10 R的精度 8
1．11 列出當前工作目錄下的文件 8
1．12 改變當前的工作目錄 8
1．13 改變啟動R時的工作目錄 9
1．14 R在金融建模中的優(yōu)勢與
障礙 9
1．15 練習題 10
第 2章 日期變量 12
2．1 as．Date()函數(shù) 12
2．2 將整數(shù)轉(zhuǎn)換成日期變量 13
2．3 將日期變量定義為整數(shù) 13
2．4 將日期變量定義為字符串 14
2．5 從日期變量中提取年、
月、日 14
2．6 將字符串轉(zhuǎn)換為整數(shù)或?qū)崝?shù) 15
2．7 合并字符串變量 15
2．8 將字符串轉(zhuǎn)換成整數(shù)型日期
變量 16
2．9 選擇日期作為日期變量 16
2．10 選擇每個月的最后一天 16
2．11 和日期有關的數(shù)據(jù)集 17
2．12 選擇特定的工作日 18
2．13 cbind()函數(shù)和data．frame()
函數(shù) 18
2．14 seq()函數(shù) 19
2．15 顯示當前日期 20
2．16 timeDate包 20
2．17 練習題 21
第3章 R的基本語法 23
3．1 for循環(huán) 23
3．2 利用取余函數(shù)改變輸出格式 25
3．3 雙循環(huán) 25
3．4 while循環(huán) 27
3．5 取消正在執(zhí)行的程序 27
3．6 停止程序運行 28
3．7 向量和矩陣 29
3．8 條件語句 30
3．9 if()語句 30
3．10 if-else語句 31
3．11 if-else-if-else語句 31
3．12 邏輯或 32
3．13 邏輯與 32
3．14 各種條件語句的組合 32
3．15 練習題 32
第4章 用R作圖 34
4．1 繪制單一的圖 35
4．2 在橫坐標及縱坐標上添加
注釋 36
4．3 直方圖 37
4．4 餅圖 38
4．5 將某區(qū)域涂上陰影 39
4．6 把幾個圖并置 40
4．7 在圖上添加希臘字母 40
4．8 將圖保存為PDF文件 41
4．9 輸出高分辨率的圖像 41
4．10 重疊圖 42
4．11 資本資產(chǎn)定價模型和有效前沿的
圖示 43
4．12 輸出高分辨率的圖像 44
4．13 添加陰影區(qū)域 44
4．14 animation包 45
4．15 練習題 47
第5章 R包 49
5．1 從雅虎財經(jīng)下載年報表 49
5．2 已加載和已安裝的包 51
5．3 列出已安裝的軟件包 51
5．4 安裝R軟件包的第 2種方法 52
5．5 安裝R軟件包的第3種
方法 53
5．6 R包安裝失敗 54
5．7 ．libPaths()函數(shù) 54
5．8 加載R軟件包的3種方法 54
5．9 查找所有的R包 55
5．10 查找R包的手冊 56
5．11 R包的相關函數(shù) 56
5．12 常用的R包指令 57
5．13 練習題 58
第 2篇 金融模型及基礎知識
第6章 金融模型及基礎知識 60
6．1 無限數(shù)求和公式 60
6．2 貨幣的時間價值 61
6．3 基本財務公式 61
6．4 有效利率的相互轉(zhuǎn)換 64
6．5 凈現(xiàn)值法則 65
6．6 內(nèi)部收益率法則 66
6．7 內(nèi)部收益率 66
6．8 投資回收期法則 67
6．9 增量現(xiàn)金流量法 68
6．10 與Excel有關的函數(shù) 68
6．11 練習題 69
第7章 編寫簡單的程序 71
7．1 最簡單的R程序 71
7．2 編寫單行的R程序 71
7．3 函數(shù)參數(shù)的輸入 72
7．3．1 按順序輸入?yún)?shù) 72
7．3．2 按關鍵詞輸入?yún)?shù) 73
7．3．3 混合型輸入?yún)?shù) 73
7．4 編寫多行的R程序 74
7．5 良好的代碼縮進 75
7．6 R自帶的程序編輯器 76
7．7 其他程序編輯器 76
7．8 程序名的后綴 77
7．9 運行R程序 77
7．9．1 用R自帶的編譯器 77
7．9．2 復制和粘貼 77
7．9．3 使用source()函數(shù) 78
7．10 變量名和巧用Tab鍵 79
7．10．1 有意義的變量名 79
7．10．2 巧妙地使用Tab鍵 80
7．11 輸入?yún)?shù)的默認值 80
7．12 一個程序包含許多小函數(shù) 81
7．13 編寫一個金融計算器 81
7．14 出錯處理 82
7．15 練習題 82
第8章 財務報表分析 85
8．1 財務報表簡介 85
8．2 獲取財務報表 85
8．3 一個簡單的例子 86
8．4 利潤報表簡介 86
8．5 資產(chǎn)負債表簡介 87
8．6 現(xiàn)金流量報表簡介 87
8．7 成比例的財務報表簡介 88
8．8 一些常用的財務比率 88
8．9 下載財務報表 91
8．10 下載資產(chǎn)負債報表 92
8．11 下載現(xiàn)金流量報表 94
8．12 構(gòu)建成比例的財務報表 94
8．13 下載和保存財務報表以供
Excel使用 95
8．14 3個有用的R數(shù)據(jù)集（is50、bs50
和cf50） 95
8．15 quantmod軟件包 96
8．16 練習題 96
第9章 資本資產(chǎn)定價模型 98
9．1 資本資產(chǎn)定價模型簡介 99
9．2 資本資產(chǎn)定價模型的公式 99
9．3 下載股票數(shù)據(jù)、無風險利率及
市場指數(shù) 100
9．4 幾個R數(shù)據(jù)集（retDIBM、
prcDIBM等） 102
9．5 百分比收益率與對數(shù)
收益率 103
9．6 計算市場風險（ ） 104
9．7 波動率之間的換算 106
9．8 如何計算滾動市場風險 107
9．9 估計股票的市場風險（ ） 109
9．10 預測市場風險 109
9．11 用Scholes和William的方法
調(diào)整 109
9．12 用Dimson的方法調(diào)整 111
9．13 股票組合的市場風險（ ） 112
9．14 練習題 112
第 10章 多因子線性模型和夏普
比率等 114
10．1 Fama-French三因子模型 114
10．2 小減大因子 115
10．3 高減低因子 115
10．4 為Fama-French模型生成R
數(shù)據(jù)集 115
10．5 運行Fama-French模型的R
代碼 117
10．6 動勢交易策略 117
10．7 計算夏普比率 118
10．8 計算特雷諾比率 119
10．9 基于52周股票價格最高點的
交易策略 119
10．10 Jensen的阿爾法值（ ） 121
10．11 索提諾比率 122
10．12 練習題 123
第3篇 數(shù)據(jù)及相關操作
第 11章 開源數(shù)據(jù) 126
11．1 開源數(shù)據(jù)簡介 127
11．2 雅虎財經(jīng) 128
11．3 美聯(lián)儲數(shù)據(jù)庫 129
11．4 French教授的數(shù)據(jù)庫 129
11．5 美國證券交易委員會公司財務
報表數(shù)據(jù)庫 129
11．6 用雅虎財經(jīng)下載的CSV文件
估計收益率 130
11．7 生成日期變量 130
11．8 計算收益率 131
11．9 添加股票代碼變量 132
11．10 把數(shù)據(jù)集保存到文本文件 133
11．11 生成R數(shù)據(jù)集 133
11．12 從雅虎財經(jīng)下載市場指數(shù)
數(shù)據(jù) 134
11．13 從雅虎財經(jīng)下載股票
數(shù)據(jù) 135
11．14 對程序進行微調(diào) 135
11．15 月頻率數(shù)據(jù)和日頻率數(shù)據(jù) 136
11．16 通過日收益率計算其他
收益率 136
11．17 不同R包中的函數(shù) 139
11．18 Quandl數(shù)據(jù)傳輸平臺 143
11．19 練習題 144
第 12章 數(shù)據(jù)輸入與日期變量 146
12．1 read．table()函數(shù) 146
12．2 colnames()函數(shù) 147
12．3 read．csv()函數(shù) 147
12．4 read．table(clipboard)函數(shù) 147
12．5 從被固定分隔符分隔的文件輸入
數(shù)據(jù) 149
12．6 read．fwf()函數(shù) 149
12．7 load()函數(shù) 150
12．8 R數(shù)據(jù)集的后綴 150
12．9 從互聯(lián)網(wǎng)下載數(shù)據(jù) 151
12．10 從作者網(wǎng)站下載數(shù)據(jù) 151
12．11 只輸入幾行數(shù)據(jù) 152
12．12 從外部輸入數(shù)據(jù) 152
12．13 輸入不規(guī)則格式的文件 153
12．14 as．Date()函數(shù) 154
12．15 將整數(shù)轉(zhuǎn)換成日期變量 154
12．16 將整數(shù)變成真正意義上的
日期變量 155
12．17 從日期變量中提取年、
月、日 156
12．18 將字符變量轉(zhuǎn)換為整數(shù)或
實數(shù) 157
12．19 合并字符串變量 157
12．20 將字符串轉(zhuǎn)換成整數(shù)型日期
變量 157
12．21 選擇具體日期作為日期
變量 158
12．22 選擇每個月的最后一天 159
12．23 選擇特定的交易日 159
12．24 cbind()函數(shù)和data．frame()
函數(shù) 160
12．25 seq(as．Date)函數(shù) 161
12．26 timeDate包 161
12．27 練習題 161
第 13章 子集和數(shù)據(jù)集的合并 163
13．1 簡介 163
13．2 標量、矢量和矩陣 165
13．3 從向量獲取子集 166
13．4 獲取特定年份的數(shù)據(jù) 167
13．5 head()函數(shù) 168
13．6 cbind()函數(shù) 169
13．7 刪除循環(huán)規(guī)則 170
13．8 添加行 171
13．9 data．frame()函數(shù) 171
13．10 用公共變量合并兩個
數(shù)據(jù)集 172
13．11 練習題 174
第 14章 矩陣及操作 175
14．1 矩陣的定義 175
14．2 用cbind()將向量組合成
矩陣 176
14．3 循環(huán)規(guī)則 176
14．4 矩陣的單一數(shù)據(jù)類型 177
14．5 將矢量轉(zhuǎn)換為矩陣 177
14．6 矩陣的雙重循環(huán) 179
14．7 as．matrix()函數(shù)和is．matrix()
函數(shù) 180
14．8 矩陣的子集 180
14．9 將列名稱添加到矩陣上 181
14．10 使用列名稱 181
14．11 求解線性公式 182
14．12 矩陣的逆矩陣 183
14．13 測試不同類型的數(shù)據(jù)格式 184
14．14 練習題 184
第 15章 數(shù)據(jù)框與數(shù)據(jù)列 186
15．1 簡介 186
15．2 data．frame()函數(shù)的功能 187
15．3 循環(huán)規(guī)則 187
15．4 如何添加列名稱 188
15．5 attach()函數(shù) 188
15．6 data．frame()的數(shù)據(jù)類型是
列表（list） 189
15．7 從輸入文件中讀取數(shù)據(jù) 189
15．8 將data．frame轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)
矩陣 190
15．9 生成列表（list） 191
15．10 length()函數(shù) 192
15．11 調(diào)用數(shù)據(jù)列中的元素 192
15．12 x[1]和x[[1]]的區(qū)別 192
15．13 將更多數(shù)據(jù)添加到現(xiàn)有的
數(shù)據(jù)列中 193
15．14 區(qū)分長變量名 193
15．15 添加更多的數(shù)據(jù)項 194
15．16 class()函數(shù) 194
15．17 串聯(lián)列表 194
15．18 練習題 194
第 16章 數(shù)據(jù)或結(jié)果的輸出 197
16．1 輸出到文本文件 197
16．2 write．table()函數(shù) 198
16．3 輸出到CSV文件 198
16．4 write()函數(shù) 199
16．5 save()函數(shù)和load()函數(shù) 200
16．6 把數(shù)據(jù)添加到文本文件 201
16．7 cat()函數(shù) 201
16．8 寫入二進制文件 201
16．9 如何保存PDF文件 203
16．10 把數(shù)據(jù)寫到剪貼板 204
16．11 行名稱和列名稱 204
16．12 sink()函數(shù) 205
16．13 臨時文件 205
16．14 save．image()函數(shù) 206
16．15 ．RData數(shù)據(jù)集 206
16．16 練習題 207
第 17章 R和Excel的交互 209
17．1 安裝與Excel相關的R包 209
17．2 與Excel相關的R包手冊 210
17．3 通過剪貼板將數(shù)據(jù)寫到
Excel 211
17．4 通過剪貼板將Excel數(shù)據(jù)
讀入R 211
17．5 read．table()函數(shù)和read．csv()
函數(shù) 212
17．6 read．xlsx()函數(shù) 212
17．7 read_xlsx函數(shù) 215
17．8 system．file()函數(shù) 215
17．9 read_excel()函數(shù) 215
17．10 write_xlsx()函數(shù) 216
17．11 相關的例子及數(shù)據(jù)集 217
17．12 練習題 217
第 18章 讀寫二進制數(shù)據(jù) 219
18．1 生成二進制數(shù)據(jù)集 219
18．2 大尾數(shù)法和小尾數(shù)法 220
18．3 writeBin()函數(shù) 220
18．4 readBin()函數(shù) 221
18．5 寫入二進制數(shù)據(jù)文件 221
18．6 讀取二進制數(shù)據(jù)文件 224
18．7 高頻數(shù)據(jù) 224
18．8 TORQ高頻數(shù)據(jù) 225
18．9 練習題 228
第 19章 字符串變量的操作 231
19．1 為字符串變量賦值 231
19．2 檢查變量是否為字符型 231
19．3 轉(zhuǎn)換大小寫 232
19．4 計算字符串長度 232
19．5 取部分字符串 232
19．6 合并字符串 233
19．7 將數(shù)字轉(zhuǎn)換成字符串 233
19．8 將字符串轉(zhuǎn)換成實數(shù) 234
19．9 替換字符 235
19．10 重復符號 235
19．11 刪除字符串的前導空格或
尾隨空格 235
19．12 字符串匹配 236
19．13 字符串比較中的邏輯或 237
19．14 子字符串的固定組合 238
19．15 字符串比較時的邏輯非 238
19．16 檢測字符串是否存在 238
19．17 將字符串轉(zhuǎn)換成整數(shù) 239
19．18 向量和矩陣的行列名稱 239
19．19 代表26個字母變量 239
19．20 使用短名的函數(shù) 240
19．21 美國信息交換標準碼
（ASCII） 241
19．22 練習題 241
第4篇 R在金融建模中的應用
第 20章 各類檢驗及事件研究 244
20．1 兩個關鍵值（T和P） 244
20．2 對一個數(shù)據(jù)集進行T檢驗 245
20．3 檢驗兩個數(shù)據(jù)集的均值是否
相等 246
20．4 F檢驗 248
20．5 Durbin-Watson的自相關
檢驗 251
20．6 Granger因果關系檢驗 252
20．7 Wilcoxon相關性檢驗 254
20．8 Pearson相關性和Spearman排列
相關性 255
20．9 正態(tài)檢驗 256
20．10 事件對股票價格的影響 257
20．11 練習題 258
第 21章 期權定價模型 261
21．1 期權簡介 262
21．2 輸入和輸出 263
21．3 簡單作圖 264
21．4 期權的支付函數(shù)及圖示 264
21．5 期權的盈虧函數(shù) 266
21．6 無紅利股票的期權定價（Black-
Scholes-Merton模型） 267
21．7 累積正態(tài)分布的R函數(shù) 268
21．8 對沖、投機和套利 269
21．9 期權的交易策略 269
21．10 與期權有關的希臘字母 271
21．11 看漲期權與看跌期權 272
21．12 下載公開期權數(shù)據(jù) 273
21．13 隱含波動率 273
21．14 練習題 274
第 22章 蒙特卡羅隨機模擬法 275
22．1 隨機模擬在財務分析上的
應用 275
22．2 正態(tài)分布簡介 277
22．3 生成隨機數(shù) 278
22．4 Q-Q圖 278
22．5 蒙特卡羅隨機模擬 279
22．6 模擬股票價格的路徑 279
22．7 利用蒙特卡羅模擬來驗證Black-
Scholes-Merton期權模型 281
22．8 利用蒙特卡羅模擬計算亞式期權
（Asian Options） 282
22．9 如何生成兩個相關的隨機數(shù)
序列 282
22．10 如何從n只股票中隨機選擇m
只股票 283
22．11 sobol()函數(shù) 284
22．12 Shapiro-Wilk正態(tài)分布
檢驗 285
22．13 蒙特卡羅模擬所需的
時間 286
22．14 練習題 286
第 23章 投資組合理論 289
23．1 投資組合簡介 289
23．2 方差、標準差和相關性 290
23．3 Markowitz均值-方差優(yōu)化
理論 291
23．4 單期投資組合優(yōu)化 292
23．5 股票收益率矩陣 292
23．6 投資組合的收益率 294
23．7 兩只股票投資組合收益率的
標準離差（波動率） 295
23．8 n只股票投資組合收益率的
標準離差 297
23．9 方差-協(xié)方差矩陣 297
23．10 相關矩陣 298
23．11 兩個股票組合的最小風險
投資組合 298
23．12 optim()函數(shù) 300
23．13 二次規(guī)劃 300
23．14 與投資組合有關的R包 301
23．15 R包相關手冊 301
23．16 R軟件包中的數(shù)據(jù)集 302
23．17 一些函數(shù)的例子 303
23．17．1 risk．a(chǎn)ttribution()
函數(shù) 304
23．17．2 用目標收益率計算投資
組合的最小風險 304
23．17．3 組合優(yōu)化 305
23．17．4 兩股投資組合的有效
投資組合 305
23．18 投資組合保險（套期保值與目標
市場風險） 306
23．19 練習題 307
第 24章 在險價值 310
24．1 在險價值簡介 311
24．2 正態(tài)分布及其圖示 312
24．3 置信水平與左側(cè)損失的
百分比 314
24．4 基于正態(tài)分布估計VaR 314
24．5 公式中z的符號問題 315
24．6 一日的VaR與多日的VaR 315
24．7 基于歷史收益率的排序來
估計VaR 316
24．8 均值、標準差、偏度和峰度
（峭度） 317
24．9 修正的VaR（mVaR） 318
24．10 計算投資組合的VaR 319
24．11 計算預期損失 320
24．12 PerformanceAnalytics
軟件包 321
24．13 練習題 323
第 25章 信用風險 325
25．1 簡介 325
25．2 違約的基本概念 326
25．3 違約風險溢價 327
25．4 下載美國國庫券的收益率 328
25．5 穆迪（Moody）的公司債券歷史
收益率 329
25．6 信用評級 329
25．7 信用評級遷徙矩陣 330
25．8 信用評級和違約概率 332
25．9 違約后的平均恢復率 333
25．10 恢復率和損失率 334
25．11 估計公司破產(chǎn)概率的Z
比值 334
25．12 基于KMV模型估計公司的市場
價值及股票收益率的
波動性 336
25．13 估算公司總資產(chǎn)和股票收益率
波動性 337
25．14 nlm()函數(shù) 338
25．15 KMV模型和nlm()函數(shù) 339
25．16 距違約點的距離 340
25．17 credit．RData數(shù)據(jù)集 340
25．18 CreditMetrics包 341
25．19 信用違約互換期貨 343
25．20 練習題 345
第 26章 買賣差價、交易成本及
流動性 348
26．1 簡介 348
26．2 估算股票買賣差價 349
26．3 估算買賣差價 350
26．4 基于高頻數(shù)據(jù)估算買賣
差價 351
26．5 從日最高和最低股票價格估算
買賣差價 352
26．6 流動性簡介 353
26．7 用公司的市值表征流動性 353
26．8 用股票的交易量表征
流動性 353
26．9 用股票的年周轉(zhuǎn)率表征
流動性 354
26．10 用美元交易量表征
流動性 354
26．11 流動性對股票價格和收益率的
影響 355
26．12 反流動性度量 355
26．13 流動性度量模型 356
26．14 流動性度量指標 357
26．15 公司的流動性和市場的
流動性 358
26．16 用高頻數(shù)據(jù)計算買賣
差價 358
26．17 練習題 358
第 27章 文本處理在金融領域的應用 360
27．1 文本分析在金融學及會計學上的
應用 361
27．2 美國股票交易管理委員會的
開源數(shù)據(jù)庫 361
27．3 文本信息的輸入 361
27．4 計算文件的行數(shù) 362
27．5 計算文件中的詞匯數(shù) 363
27．6 計算文件中詞匯的頻率 363
27．7 用Fog指標度量文章難易
程度 364
27．8 投資人的情緒對股票的
影響 367
27．9 對投資人情緒的度量 368
27．10 與金融學相關的詞匯 368
27．11 練習題 369
第 28章 與金融相關的包 370
28．1 金融相關的R包 370
28．2 下載并安裝與金融有關的包 372
28．3 fImport包 372
28．4 fImport包的說明書 373
28．5 quantmod包 374
28．6 pdfetch包 374
28．7 metafolio包 375
28．8 fOptions包 376
28．9 fAsianOptions包 376
28．10 fExoticOptions包 377
28．11 fBasics包 378
28．12 fBonds包 379
28．13 termstrc包 380
28．14 YieldCurve包 382
28．15 CreditMetrics包 383
28．16 timeDate包 384
28．17 tseries包 385
28．18 fAssets包 388
28．19 zoo包 389
28．20 TTR包 390
28．21 ttrTests包 391
28．22 stockPortfolio包 392
28．23 XML包 392
28．24 PerformanceAnalytics包 392
28．25 RquantLib包 394
28．26 MASS包 395
28．27 練習題 396
第5篇 R高級技能
第 29章 用R實現(xiàn)簡單加密 398
29．1 為何不去掉空白 399
29．2 加密方法一：字母順移 399
29．3 加密方法二：字母對換 400
29．4 英文字母頻率表 402
29．5 用5個字母表征26個字母 403
29．6 更復雜的加密法 403
29．7 用6個字母表征26個字母及10個數(shù)字（0～9） 404
29．8 練習題 405
第30章 用R讀取壓縮文件 407
30．1 下載壓縮軟件（WinRAR） 407
30．2 生成壓縮文件 407
30．3 查看壓縮文件的內(nèi)容 408
30．4 從壓縮文件檢索數(shù)據(jù) 409
30．5 用R下載壓縮文件 409
30．6 練習題 410