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Python for Algorithmic TradingThe Python Quants GmbH training@tpq.io
Table of ContentsCopyright . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1Preface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Author Biography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61. Python and Algorithmic Trading . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71.2. Python for Finance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71.3. Algorithmic Trading . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141.4. Python for Algorithmic Trading . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181.5. Focus and Prerequisites . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191.6. Trading Strategies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211.7. Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221.8. Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251.9. Further Resources . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252. Python Infrastructure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272.2. Conda as a Package Manager . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292.3. Conda as a Virtual Environment Manager . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362.4. Using Docker Containers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 412.5. Using Cloud Instances . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 482.6. Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 552.7. Further Resources . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 563. Working with Financial Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 583.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 583.2. Reading Financial Data From Different Sources . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 593.3. Working with Open Data Sources . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 663.4. Eikon Data API . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 703.5. Storing Financial Data Efficiently . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 793.6. Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 943.7. Further Resources . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 943.8. Python Scripts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 954. Mastering Vectorized Backtesting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 974.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 974.2. Making Use of Vectorization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 984.3. Strategies based on Simple Moving Averages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
4.4. Strategies based on Momentum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1164.5. Strategies based on Mean-Reversion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1254.6. Conclusions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1314.7. Further Resources . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1314.8. Python Scripts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1335. Predicting Market Movements with Machine Learning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1405.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1405.2. Using Linear Regression for Market Movement Prediction . . . . . . . . . . . . . . . 1415.3. Using Machine Learning for Market Movement Prediction . . . . . . . . . . . . . . . 1575.4. Using Deep Learning for Market Movement Prediction . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1725.5. Conclusions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1865.6. Further Resources . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1875.7. Python Scripts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1886. Building Classes for Event-based Backtesting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1946.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1946.2. Backtesting Base Class . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1956.3. Long Only Backtesting Class . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2016.4. Long Short Backtesting Class . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2056.5. Conclusions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2096.6. Further Resources . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2106.7. Python Scripts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2117. Working with Real-Time Data and Sockets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2197.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2197.2. Running a Simple Tick Data Server . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2217.3. Connecting a Simple Tick Data Client . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2247.4. Signal Generation in Real-Time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2267.5. Visualizing Streaming Data with Plotly . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2297.6. Conclusions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2437.7. Further Resources . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2447.8. Python Scripts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2448. FX Trading with FXCM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2588.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2588.2. Getting Started . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2608.3. Retrieving Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2618.4. Working with the API . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2678.5. Conclusions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274
8.6. Further Resources . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2759. CFD Trading with Oanda . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2769.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2769.2. Setting Up an Account . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2789.3. The Oanda API . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2809.4. Retrieving Historical Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2829.5. Working with Streaming Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2899.6. Placing Market Orders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2909.7. Implementing Trading Strategies in Real-Time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2929.8. Retrieving Account Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2969.9. Conclusions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2989.10. Further Resources . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2999.11. Python Scripts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29910. Stock Trading with Interactive Brokers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30110.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30110.2. Setting up an Account . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30210.3. Python and the IB API . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30410.4. A Wrapper Class for the IB API . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30610.5. Retrieving Historical Data from IB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30710.6. Working with Streaming Data from the IB API . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31210.7. Implementing Trading Strategies in Real-Time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31410.8. Retrieving Account Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31810.9. Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32010.10. Further Resources . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32110.11. Python Scripts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32111. Trading Cryptocurrencies with Gemini . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33111.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33111.2. Gemini Platform . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33411.3. Setting Up an Account . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33711.4. A Wrapper Class for the Gemini API . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33811.5. Retrieving Historical Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34011.6. Placing and Managing Orders via the API . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34411.7. Most Recent Transaction History . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35111.8. Implementing Trading Strategies in Real-Time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35311.9. Retrieving Account Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35811.10. Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 360
11.11. Further Resources . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36011.12. Python Scripts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36012. Automating Trading Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38312.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38312.2. Capital Management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38412.3. ML-Based
three popular electronic trading platforms: Oanda (CFD trading), Interactive Brokers (stock and options trading) and Gemini (cryptocurrency trading); it also provides convenient wrapper classes in Python to get up and running within minutes automation: the beauty as well as some major challenges in algorithmic trading
