期货引擎¶
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- futures_base.py
- china_futures.py
- global_futures.py
- base.py
- composite.py
- test_china_futures_engine.py
- test_global_futures_engine.py
目录¶
简介¶
本文件面向“期货回测引擎”的完整技术文档，聚焦以下目标： - 深入说明期货合约的特殊规则：合约乘数、保证金制度、涨跌停板、滑点与手续费、T+0交易、交割结算与展期换月、基差处理等。 - 区分国内期货（中金所CFFEX、上期所SHFE、大商所DCE、郑商所ZCE、INE、广期所GFEX）与国际期货（CME/CBOT/NYMEX/COMEX/ICE/Eurex）的规则差异。 - 提供策略回测配置示例、套期保值策略实现思路与多合约组合管理方法。 - 说明前复权处理、合约切换逻辑与风险控制机制在回测中的落地方式。 - 重点阐述FuturesBase基类的设计模式、不同交易所规则适配与合约生命周期管理。
项目结构¶
期货回测引擎位于 backtest.engines 包中，采用分层继承与规则分发设计： - BaseEngine：通用回测执行循环、信号对齐、指标计算、资金与持仓管理等。 - FuturesBaseEngine：在基础引擎之上注入“合约乘数”对PnL、保证金、头寸规模的影响。 - ChinaFuturesEngine：国内期货市场规则（T+0、涨跌停、按产品差异化佣金与保证金、合约乘数）。 - GlobalFuturesEngine：国际期货市场规则（T+0、指数品种涨跌停、按合约固定佣金、合约乘数）。 - CompositeEngine：跨市场统一资金池，将各市场规则引擎作为“无状态规则书”进行分发。
图表来源
- base.py:377-644
- futures_base.py:19-56
- china_futures.py:131-250
- global_futures.py:130-218
- composite.py:102-226
章节来源
- base.py:377-644
- futures_base.py:19-56
- china_futures.py:131-250
- global_futures.py:130-218
- composite.py:102-226
核心组件¶
- FuturesBaseEngine：为所有期货引擎提供统一的合约乘数接入点，覆盖PnL、保证金、头寸规模三个关键计算路径。
- ChinaFuturesEngine：实现国内期货规则，包括：
- T+0交易、双向开平仓；
- 涨跌停板（股指±10%，国债±2%左右，商品默认±5%）；
- 按产品差异化佣金（按名义或按手固定）；
- 按产品差异化保证金率；
- 合约乘数映射（如IF=300、rb=10、au=1000等）。
- GlobalFuturesEngine：实现国际期货规则，包括：
- T+0交易、双向开平仓；
- 指数品种涨跌停（如ES/NQ约±7%），商品多数不设百分比涨跌停；
- 按合约固定佣金（美元）；
- 合约乘数映射（如ES=50、CL=1000、GC=100等）。
- CompositeEngine：跨市场统一资金池，自动识别代码所属市场并路由到对应规则引擎，保证同一运行内币种一致。
章节来源
- futures_base.py:19-56
- china_futures.py:23-109
- china_futures.py:131-250
- global_futures.py:23-92
- global_futures.py:130-218
- composite.py:26-65
- composite.py:102-226
架构总览¶
期货回测的执行流程由BaseEngine驱动，FuturesBaseEngine在关键计算处注入合约乘数，具体市场规则由子类实现。CompositeEngine负责跨市场统一调度。
图表来源
- base.py:647-784
- futures_base.py:39-56
- china_futures.py:161-232
- global_futures.py:150-218
- composite.py:129-226
详细组件分析¶
FuturesBaseEngine：合约乘数增强层¶
- 设计要点：
- 通过抽象方法get_contract_multiplier(symbol)让子类提供产品级乘数。
- 重写PnL、保证金、原始头寸规模计算，确保乘数参与：
- PnL = direction × size × multiplier × (exit - entry)
- Margin = size × price × multiplier / leverage
- RawSize = target_notional / (price × multiplier)
- 复杂度与影响：
- 乘数查找为O(1)字典查询；
- 对PnL和保证金线性放大，直接影响风险暴露与资金占用。
图表来源
- base.py:377-644
- futures_base.py:19-56
章节来源
- futures_base.py:19-56
ChinaFuturesEngine：国内期货规则¶
- 合约乘数：按产品映射（如IF=300、rb=10、au=1000等）。
- 保证金率：按产品最低保证金率（如IF=12%，rb=10%，au=8%等）。
- 涨跌停：股指±10%，国债±2%左右，商品默认±5%。
- 佣金：按产品分为按名义比例或按手固定两种。
- 滑点：按价格比例施加。
- 交易规则：T+0，双向开平仓，最小交易单位1手，整数手数。
图表来源
- china_futures.py:161-188
- base.py:468-557
章节来源
- china_futures.py:23-109
- china_futures.py:131-250
- test_china_futures_engine.py:67-200
GlobalFuturesEngine：国际期货规则¶
- 合约乘数：按产品映射（如ES=50、CL=1000、GC=100等）。
- 涨跌停：指数品种（ES/NQ/YM/RTY/MES/MNQ）约±7%，商品多数不设置百分比涨跌停。
- 佣金：按合约固定费用（美元）。
- 滑点：按价格比例施加。
- 交易规则：T+0，双向开平仓，整数手数。
图表来源
- global_futures.py:150-177
- base.py:468-557
章节来源
- global_futures.py:23-92
- global_futures.py:130-218
- test_global_futures_engine.py:58-200
CompositeEngine：跨市场统一资金池¶
- 功能：
- 根据代码集合自动识别市场类型，构建子规则引擎（A股、美股、港股、印度、韩国、加密货币、外汇、国内期货、国际期货）。
- 强制同一运行内结算币种一致，避免混合币种导致权益曲线不可比。
- 将can_execute、round_size、calc_commission、apply_slippage等规则调用路由到对应子引擎。
- 对PnL、保证金、头寸规模计算也按symbol路由到对应子引擎。
- 注意：
- 对于加密货币与外汇，CompositeEngine还承担资金费率、爆仓、掉费等状态性逻辑。
图表来源
- composite.py:26-65
- composite.py:102-226
章节来源
- composite.py:26-65
- composite.py:102-226
依赖关系分析¶
- BaseEngine提供公共执行框架与指标计算，被FuturesBaseEngine及CompositeEngine复用。
- FuturesBaseEngine依赖BaseEngine，并在PnL、保证金、头寸规模上注入乘数。
- ChinaFuturesEngine与GlobalFuturesEngine均继承自FuturesBaseEngine，分别实现各自市场的规则。
- CompositeEngine聚合多个市场引擎，按符号路由规则调用，同时维护共享资金池与状态。
图表来源
- base.py:377-644
- futures_base.py:19-56
- china_futures.py:131-250
- global_futures.py:130-218
- composite.py:102-226
章节来源
- base.py:377-644
- futures_base.py:19-56
- china_futures.py:131-250
- global_futures.py:130-218
- composite.py:102-226
性能考量¶
- 数据对齐与填充：BaseEngine中对close矩阵与位置矩阵使用向量化操作与ffill限制，减少长停牌导致的信号失真。
- 历史基准价：BaseEngine.historical_base_price优先使用pre_settle/pre_close，避免未来函数。
- 涨跌停检查：在can_execute阶段基于历史基准价与当前bar的open/close进行范围判断，避免越界成交。
- 乘数查找：均为O(1)字典查询，开销可忽略。
- 跨市场调度：CompositeEngine按市场类型懒加载子引擎，减少不必要的初始化成本。
[本节为通用性能讨论，不直接分析具体文件]
故障排查指南¶
- 无法交易（涨跌停拦截）：
- 检查bar中是否存在pre_settle或pre_close，以及涨跌停比例是否正确配置。
- 国内商品默认±5%，股指±10%，国债±2%左右；国际指数约±7%。
- 成交金额异常：
- 确认合约乘数是否正确映射（IF=300、rb=10、au=1000、ES=50、CL=1000等）。
- 检查杠杆与保证金率是否合理（国内按产品最低保证金率推导杠杆）。
- 佣金偏差：
- 国内按产品区分“按名义比例”或“按手固定”，国际按合约固定费用。
- 可通过commission_override或commission_per_contract进行覆盖测试。
- 跨市场混币错误：
- CompositeEngine会拒绝不同结算币种的代码集合，需拆分运行或使用统一币种数据。
章节来源
- china_futures.py:161-232
- global_futures.py:150-218
- composite.py:68-99
- test_china_futures_engine.py:120-200
- test_global_futures_engine.py:101-200
结论¶
该期货回测引擎以BaseEngine为核心执行框架，通过FuturesBaseEngine注入合约乘数，再由ChinaFuturesEngine与GlobalFuturesEngine分别实现国内外市场规则，CompositeEngine提供跨市场统一资金池与规则分发。整体设计清晰、可扩展性强，能够支持多种期货合约的交易规则与风控约束。
[本节为总结性内容，不直接分析具体文件]
附录¶
期货合约特殊规则说明¶
- 合约乘数：决定每点价值与PnL、保证金、头寸规模的放大倍数。
- 保证金制度：国内按产品最低保证金率推导杠杆；国际通常有初始与维护保证金，但回测中以杠杆近似。
- 涨跌停板：国内股指±10%，国债±2%左右，商品默认±5%；国际指数约±7%，商品多数不设百分比涨跌停。
- 滑点与手续费：国内按产品区分比例或固定；国际按合约固定费用。
- T+0与双向交易：国内外期货均支持当日开平与做空。
- 交割结算：回测中假设连续主力合约数据，未显式建模交割过程。
- 展期换月：回测中未内置自动展期逻辑，需在数据层提供连续序列或在策略层切换合约。
- 基差处理：回测中不直接建模基差，可在策略信号中考虑近远月价差。
[本节为概念性说明，不直接分析具体文件]
策略回测配置示例（思路）¶
- 国内期货：
- codes: ["IF2406.CFFEX", "rb2410.SHFE"]
- initial_cash: 1000000
- interval: "1D"
- slippage: 0.0005
- margin_rate_override: 可选，覆盖默认保证金率
- commission_override: 可选，覆盖默认佣金
- 国际期货：
- codes: ["ESZ4", "CLF25"]
- initial_cash: 1000000
- interval: "1D"
- slippage: 0.0003
- commission_per_contract: 可选，覆盖默认按合约佣金
[本节为概念性说明，不直接分析具体文件]
套期保值策略实现（思路）¶
- 现货与期货对冲：
- 持有现货多头，同时在相应期货合约建立空头头寸，利用合约乘数与杠杆控制对冲比例。
- 通过调整期货头寸规模匹配现货名义敞口，降低系统性风险。
- 跨品种对冲：
- 选择相关性较高的品种（如原油与成品油），利用价差波动进行统计套利或动态对冲。
[本节为概念性说明，不直接分析具体文件]
多合约组合管理（思路）¶
- 统一资金池：使用CompositeEngine管理跨市场资金，避免币种混用。
- 风险预算：基于合约乘数与保证金占用分配风险预算，控制单合约与组合最大回撤。
- 动态调仓：结合信号与优化器，定期再平衡，考虑换手成本与滑点。
[本节为概念性说明，不直接分析具体文件]
数据前复权与合约切换逻辑（思路）¶
- 前复权：在数据加载阶段对价格序列进行复权处理，确保收益连续性。
- 合约切换：在数据层提供连续主力合约序列；策略层可根据到期日或流动性指标切换合约。
- 回测一致性：确保切换时点前后价格与信号对齐，避免跳跃导致的误判。
[本节为概念性说明，不直接分析具体文件]
风险控制机制（思路）¶
- 涨跌停拦截：在can_execute阶段拒绝越界交易。
- 保证金监控：基于杠杆与乘数计算占用，防止过度杠杆。
- 止损与仓位控制：在策略层实现止损与最大仓位限制。
- 跨币种校验：CompositeEngine拒绝混合币种运行，避免权益曲线不可比。
[本节为概念性说明，不直接分析具体文件]