如何使用matplotlib繪制K線圖

如何使用matplotlib繪制K線圖

K線圖（Candlestick Chart）是金融領域中常用的一種圖表類型，用于展示股票、期貨、外匯等金融產品的價格走勢。K線圖通過一根根“蠟燭”來展示開盤價、收盤價、最高價和最低價，能夠直觀地反映市場的多空力量對比。本文將詳細介紹如何使用Python的matplotlib庫繪制K線圖。

1. 準備工作

在開始繪制K線圖之前，我們需要確保已經安裝了必要的Python庫。matplotlib是Python中最常用的繪圖庫之一，而mplfinance是基于matplotlib的專門用于繪制金融圖表的庫。我們可以通過以下命令安裝這些庫：

pip install matplotlib mplfinance pandas

• matplotlib：用于繪制圖表。
• mplfinance：專門用于繪制金融圖表，包括K線圖。
• pandas：用于數據處理和分析。

2. 獲取數據

在繪制K線圖之前，我們需要獲取金融產品的歷史價格數據。通常，這些數據包括日期、開盤價、最高價、最低價和收盤價。我們可以通過以下方式獲取數據：

2.1 使用yfinance獲取股票數據

yfinance是一個用于從Yahoo Finance獲取金融數據的Python庫。我們可以通過以下命令安裝它：

pip install yfinance

然后，我們可以使用以下代碼獲取某只股票的歷史數據：

import yfinance as yf

# 獲取蘋果公司（AAPL）的歷史數據
data = yf.download("AAPL", start="2022-01-01", end="2023-01-01")

# 查看數據的前幾行
print(data.head())

2.2 使用本地CSV文件

如果你已經有本地的CSV文件，可以使用pandas讀取數據：

import pandas as pd

# 讀取CSV文件
data = pd.read_csv("stock_data.csv", index_col="Date", parse_dates=True)

# 查看數據的前幾行
print(data.head())

3. 使用mplfinance繪制K線圖

mplfinance庫提供了非常簡便的方式來繪制K線圖。我們可以通過以下代碼繪制K線圖：

import mplfinance as mpf

# 繪制K線圖
mpf.plot(data, type='candle', volume=True, style='charles')

3.1 參數說明

• data：包含金融數據的DataFrame，通常包括Open、High、Low、Close和Volume列。
• type：圖表類型，'candle'表示繪制K線圖。
• volume：是否顯示成交量圖。
• style：圖表的樣式，'charles'是其中一種內置樣式。

3.2 自定義樣式

mplfinance提供了多種內置樣式，我們也可以通過mpf.make_marketcolors和mpf.make_mpf_style來自定義樣式：

# 自定義顏色
mc = mpf.make_marketcolors(up='green', down='red', edge='black', wick='black', volume='blue')

# 創建樣式
style = mpf.make_mpf_style(marketcolors=mc)

# 繪制K線圖
mpf.plot(data, type='candle', volume=True, style=style)

3.3 添加技術指標

mplfinance還支持在K線圖上添加技術指標，如移動平均線（MA）、布林帶（Bollinger Bands）等。我們可以通過以下代碼添加移動平均線：

# 添加5日和20日移動平均線
mpf.plot(data, type='candle', volume=True, style='charles', mav=(5, 20))

4. 使用matplotlib手動繪制K線圖

雖然mplfinance提供了非常簡便的方式來繪制K線圖，但有時我們可能需要更靈活的控制，這時可以使用matplotlib手動繪制K線圖。

4.1 繪制單根K線

首先，我們需要了解K線圖的基本結構。每根K線由實體（body）和影線（wick）組成：

• 實體：表示開盤價和收盤價之間的區域。
• 影線：表示最高價和最低價之間的區域。

我們可以使用matplotlib的Rectangle和Line2D來繪制單根K線：

import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.dates as mdates
from matplotlib.lines import Line2D
from matplotlib.patches import Rectangle

# 創建圖形和坐標軸
fig, ax = plt.subplots()

# 繪制單根K線
def plot_candle(ax, open_price, close_price, high_price, low_price, date, width=0.6):
    if close_price >= open_price:
        color = 'green'  # 上漲
        body_bottom = open_price
    else:
        color = 'red'  # 下跌
        body_bottom = close_price

    # 繪制實體
    body_height = abs(close_price - open_price)
    rect = Rectangle((mdates.date2num(date) - width/2, body_bottom), width, body_height, color=color)
    ax.add_patch(rect)

    # 繪制影線
    line = Line2D([mdates.date2num(date), mdates.date2num(date)], [low_price, high_price], color='black')
    ax.add_line(line)

# 示例數據
date = pd.to_datetime('2023-01-01')
open_price = 100
close_price = 105
high_price = 110
low_price = 95

# 繪制K線
plot_candle(ax, open_price, close_price, high_price, low_price, date)

# 設置日期格式
ax.xaxis.set_major_formatter(mdates.DateFormatter('%Y-%m-%d'))

# 顯示圖形
plt.show()

4.2 繪制多根K線

為了繪制多根K線，我們可以遍歷數據并依次繪制每根K線：

# 示例數據
data = [
    {'date': '2023-01-01', 'open': 100, 'close': 105, 'high': 110, 'low': 95},
    {'date': '2023-01-02', 'open': 105, 'close': 102, 'high': 108, 'low': 100},
    {'date': '2023-01-03', 'open': 102, 'close': 108, 'high': 112, 'low': 101},
    {'date': '2023-01-04', 'open': 108, 'close': 110, 'high': 115, 'low': 107},
    {'date': '2023-01-05', 'open': 110, 'close': 115, 'high': 120, 'low': 109},
]

# 創建圖形和坐標軸
fig, ax = plt.subplots()

# 繪制多根K線
for d in data:
    date = pd.to_datetime(d['date'])
    open_price = d['open']
    close_price = d['close']
    high_price = d['high']
    low_price = d['low']
    plot_candle(ax, open_price, close_price, high_price, low_price, date)

# 設置日期格式
ax.xaxis.set_major_formatter(mdates.DateFormatter('%Y-%m-%d'))

# 顯示圖形
plt.show()

5. 總結

本文介紹了如何使用matplotlib和mplfinance庫繪制K線圖。mplfinance提供了非常簡便的方式來繪制K線圖，并且支持添加技術指標和自定義樣式。而matplotlib則提供了更靈活的控制，適合需要自定義繪圖的場景。無論是使用哪種方法，K線圖都是分析金融數據的重要工具，能夠幫助我們更好地理解市場的走勢。