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土法炼钢兴趣小组的算法知识备份

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【量化交易】数据陷阱:幸存者偏差、复权、前视、未来函数
2026-05-01 · via 土法炼钢兴趣小组的算法知识备份

绝大多数”看起来很赚钱”的回测,输给实盘的原因不是 alpha 太弱,而是数据有问题。问题不在于行情条数缺失这类显而易见的脏数据,而在于一类更隐蔽的偏差:在某个时间点 \(t\),你给模型喂了一份当时根本不可能拿到的”事实”。这些事实可能来自未来才会公布的财报修订,可能来自当前指数成分回填到历史的”在册名单”,也可能来自一根用全样本均值算出来的 z-score。任何一条这种数据进入特征矩阵,回测就会被推上一条由信息泄漏(Information Leakage)撑起来的、平滑得不正常的净值曲线。

这种偏差有一个共同特点:它让回测看起来更稳、更平滑、夏普更高。换句话说,它是”看起来对”的方向上系统性偏差,而不是噪声。研究员靠肉眼很难分辨”这是真 alpha”还是”这是数据陷阱”——后者本来就是为了模仿前者长得像 alpha。能区分两者的,只有把陷阱的机制搞清楚,并把对应检查写进自动化流水线。

这一篇要讨论的,就是把数据从”看起来对”做到”真的对”的过程。范围限定在回测和因子研究阶段会遇到的几类典型陷阱:幸存者偏差(Survivorship Bias)、前视偏差(Look-Ahead Bias)、未来函数、数据窥视(Data Snooping)、复权陷阱、停牌与流动性陷阱、时区与日历对齐。每一类都会拆成”现象、机制、工程对策”三层来讲,并配上可以直接搬到工程里去落地的检查代码。

本文延续 《行情、基本面、另类数据:采集、清洗、入库》 的视角:数据问题不是研究员一个人的事,而是数据团队、研究团队、回测框架共同的责任。这一篇关注的是数据进入研究后、产生分析偏差之前的最后一公里。下一篇 《特征仓库与因子治理》 会把这些约束落到一份工业级特征库上。

所有代码段都在 Python 3.11 + pandas 2.2 + numpy 1.26 下验证可运行。代码追求”演示陷阱本身”,不追求工业级性能。文中提到的 A 股、港股、美股事件均为公开市场公开信息,不构成对具体标的的判断。


一、幸存者偏差:你研究的从来不是历史本身

1.1 什么叫幸存者偏差

幸存者偏差有一个朴素的定义:当你的样本只包含”活到今天的对象”,而历史上确实存在但已经消失的对象被悄悄筛掉,你看到的统计规律就只是幸存者群体的规律,不是全体的规律。

放到 A 股、美股的语境里,“已经消失”包括下面这些情形:

  • 退市(Delisting)。包括因业绩亏损、重大违规、私有化、兼并被吸收等原因从交易所摘牌。A 股退市制度过去十年大幅收紧,但仍有大量 ST、*ST 股票在历史上经历强制退市。美股每年都有数百家公司因不再满足挂牌条件被摘牌。
  • 兼并(Merger)。被并入另一家上市公司后,原代码不再交易,价格序列断在并购完成日。
  • 私有化(Going Private)。控股股东通过要约收购把上市公司私有化退市。最典型如戴尔、双汇、分众。
  • 借壳与重组。原代码可能保留,但实际承载的业务、财务报表、行业分类完全换了一家公司。从研究角度,借壳前后基本不能视为同一只股票。
  • 重新分类。当前在某指数成分内,但历史上并不在;或当前已被剔除,但历史上长期是成分股。

只要数据库的快照只反映”现在存在的标的”,把历史回填出来的样本就缺少这些已经消失的标的,回测自动获得了一份”事先知道哪些公司活到了今天”的能力。

1.2 为什么这个偏差在 A 股没那么明显,但仍然不能忽略

业内常听到一种说法:“A 股退市比例低,幸存者偏差可以忽略。”这句话在 2018 年之前还说得过去,今天必须修正。

第一,注册制推进之后,常态化退市逐步形成。深交所、上交所每年都有数十家强制退市的案例。把样本回测拉到 2014 年起,含与不含这些标的的差异,已经能影响到组合层面的 IR(信息比率)。

第二,幸存者偏差不只是”退市”。把指数成分的历史快照固定为”当前成分”,是 A 股研究里更常见的版本。沪深 300 每半年调整一次,每次调进调出 20 多只成分股,过去十年累积换手已经是几乎”换了一遍”的级别。如果用今天的沪深 300 成分回测十年前的”沪深 300 多空策略”,你研究的根本不是当时的沪深 300。

第三,借壳重组带来的代码连续、业务跳变问题,A 股尤其严重。同一个 stock_id 下,历史财务报表跨过借壳日,等于把两家公司的报表强行接成一条时间序列。任何基于 ROE、毛利率、资产周转率的因子,都会在借壳日附近出现极不合常理的跳变。

所以问题不是”A 股要不要管幸存者偏差”,而是”A 股的幸存者偏差有它自己的形态”。

1.3 偏差量级的直观感受

下图给出一个示意。同一个动量策略、同一组参数,分别用”仅当前在册”和”完整含退市样本”两份数据回测:

幸存者偏差对回测曲线的影响

红色曲线代表”仅当前在册”的回测结果,绿色曲线代表用了完整退市样本的版本。两者最终累积净值差别巨大,最大回撤也差出近一倍。这种量级在动量、低波、低估值这类风格策略上是稳定可见的。学术上比较经典的实证是 Brown 等(1992)和 Carhart(1997)对共同基金业绩的研究,结论同样是:忽略幸存者偏差会让策略业绩高估两到四个百分点的年化。

1.4 工程上怎么修

修这个偏差的关键,是把”标的全集”和”在某个 \(t\) 时点可交易的标的子集”分清楚。

第一步,建一张 securities_master 表,登记每一个曾经在交易所存在过的代码:

# securities_master 表的最小字段集
# stock_id        交易所代码 + 市场后缀(如 600519.SH)
# inception_date  上市首日
# delisting_date  退市日(NULL 表示仍在册)
# delisting_reason  退市原因:normal / suspended / ipo_failed / merger / privatization / restructure
# successor_id   被合并/借壳后的承接代码(用于做 corporate action 链路追踪)

第二步,每天生成一份 tradable_universe(t)

def tradable_universe(date, master, suspensions, st_flag):
    """
    返回在 date 这一天理论上可交易的代码集合。
    - 上市但未退市
    - 没有处于停牌
    - 不在策略约定的排除集合里(例如排除 ST)
    """
    alive = master[(master.inception_date <= date) &
                   ((master.delisting_date.isna()) | (master.delisting_date > date))]
    not_suspended = alive[~alive.stock_id.isin(suspensions.on(date))]
    if st_flag == "exclude":
        not_suspended = not_suspended[~not_suspended.is_st_at(date)]
    return set(not_suspended.stock_id)

第三步,回测引擎的”调仓步”必须用 tradable_universe(t) 做交集,而不是用全量代码做候选集。任何因子打分、组合优化的输入,也只能在 tradable_universe(t) 之内。

最后一步是审计。研究员提交策略时,回测框架要自动报告”过去十年里,组合里出现过多少个已退市代码、多少个被并购代码、多少个借壳代码”。这个数字不为零,说明你的样本里包含了真实的历史,而不是被筛过的历史;为零的话,要么是你的策略恰好不碰这些标的,要么就是你的样本被偏差污染了。

1.6 IPO 与”上市后第一个月”

幸存者偏差的另一个变种是 IPO 偏差。原始数据库通常在 IPO 后才把代码放进来,但放进来时已经是某个时点的”幸存者”——上市当日大幅破发被立刻撤回的、上市首周即停牌的,可能根本进不了你的数据库。

更细一点,新股上市后的第一个月有特殊的交易制度(首日不设涨跌幅、首五日 30% 涨跌幅等)。如果回测引擎按”普通股”来模拟新股,成交假设会全错。一个稳妥的做法是把”上市后 30 个交易日内”的标的从 universe 里剔除,等股价稳定下来再让策略接触。

1.7 借壳与重组:同一个代码,不同的公司

借壳上市(Reverse Merger)在 A 股的处理特别麻烦。代码连续,但承载的业务不连续,财务报表不连续,行业分类不连续。最经典的例子是 600832(曾用名”东方明珠”),在 2015 年完成重大资产重组之后,业务从有线电视换成传媒文化集团,资产规模翻了几倍。如果一个 ROE 因子拿这只股票在 2014-2016 年的连续序列回测,会在重组日附近看到 ROE 从 5% 跳到 20% 这种”看起来太好了”的截面。

工程上的处理是把”代码”和”实体”分开维护:

# 借壳重组事件表
# code            交易所代码(不变)
# event_date      重组完成日
# entity_id_pre   重组前实体的内部 id
# entity_id_post  重组后实体的内部 id
# notes           重组类型:reverse_merger / asset_swap / spinoff

研究流水线在拉数据时,按 entity_id 拉财报,按 code 拉行情;并在 event_date 处把财报序列截断或显式标记。一个稳健的版本是:重组日之后的 24 个月内不参与任何”基本面截面”,让市场充分反映新实体的盈利能力之后再入选。

1.7 一个常见的反模式

研究员有时会用 tushareakshareyfinance 直接拿”当前成分股 → 拉历史日线”。这条路径在原型阶段没问题,但只要把它接到回测,就立刻把幸存者偏差焊进去了。代码看起来很无辜:

# 反模式:用当前指数成分回测历史
import yfinance as yf
sp500_today = get_sp500_constituents()      # 只拿到了今天的成分
prices = yf.download(sp500_today, start="2010-01-01", end="2025-01-01")
# 任何用 prices 做的回测都已经被污染

正确做法是从有 PIT 历史成分的源头取数据:CRSP、Compustat、Bloomberg 的 INDX_MWEIGHT_HIST、Wind 的”指数成分历史”、自己维护的指数样本变更日志。如果只能用免费源,至少要落地一份”成分变更日志”,回测时按日期回放。


二、前视偏差:把未来才知道的事,用在过去的决策里

2.1 前视偏差的两种形态

前视偏差(Look-Ahead Bias)指的是:在 \(t\) 时刻做决策时,特征矩阵里出现了 \(t\) 时刻无法获取的信息。它有两种形态。

第一种是”时点错位”。比如基于 2024 年一季报的 ROE 算因子,但把这个因子的时间戳标在 2024-03-31(报告期末),实际公告日是 2024-04-25。在 03-31 到 04-25 之间,市场上没有人能看到这份报表,模型却拿来排序了。

第二种是”修订错位”。哪怕你用的是公告日,公司可能在 2024-08-15 因审计追溯调整了一季报里的某项数字。如果你的数据库只保留”最新值”,回测看到的是 2024 年 8 月之后才存在的修订值,而不是当时市场看到的初次披露值。修订有时候是大幅度的,比如把净利润下调 30%。

两种形态都属于前视,但工程上的修法不同。

2.2 时点错位:财报数据的”真实可用日”

财报数据有四个关键日期:

名称 含义 在 PIT 中的角色
报告期末 例如 2024-03-31 数据所属期间,不是可用日
公告日 报表正式披露的日期 严格意义上的”开始可用日”
落库日 数据源解析入库的日期 真正进入研究环境的日期
修订日 后续重述(restatement)发生的日期 触发 PIT 版本切换

朴素回测把”报告期末”当成可用日,这就是最经典的前视。修法是把”开始可用日”统一用”公告日”,对要求更严的环境用”公告日 + 1 个交易日延迟”。在 A 股,年报、季报有上市公司延迟披露的情况,但披露时间窗的尾端会触发停牌或问询,进入研究阶段时按公告日是足够保守的。

下图展示同一份财报在不同口径下的可用区间:

PIT 财报数据的可用日时间线

红色窗是”前视”——朴素回测从报告期末就开始使用未来才会披露的数据。橙色窗是”仅按公告日”,避免了最严重的时点错位,但忽略了修订事件。绿色窗是 PIT(Point-In-Time)方案:一条记录绑定 (报告期, 修订版本号, 知晓时刻),回测在 \(t\) 时刻只能看到 知晓时刻 ≤ t 的版本里 报告期 最新的那条。

2.3 修订错位:要把”那时知道的”和”现在知道的”区分开

修订带来的偏差比时点错位更难察觉,因为大多数财务数据库默认覆盖最新值。研究员看到的不是当时市场看到的,而是事后审计、追溯调整、合并报表口径变化之后的”干净版本”。

这种”干净版本”对一类策略尤其致命:盈余惊喜(Earnings Surprise)、基本面动量、应计利润(Accruals)类。这些策略的 alpha 来源就是市场对披露质量、修订幅度的反应。如果你拿修订后的版本算”实际盈余 - 一致预期”,差额会被低估,alpha 看起来比真实更稳。

工程上的处理方法是上 PIT 库。每条财务记录至少四个键:

  • stock_id
  • report_period:所属报告期,例如 2024Q1
  • version:从 1 开始的修订版本号
  • effective_from:这一版本对市场可见的起始时点

查询接口固定一个签名:“给我 \(t\) 时刻能看到的、\(stock\_id\) 的、报告期 ≤ \(t\) 的最新一版财报数据。”任何不走这个接口的查询都视作潜在前视。

2.4 行业分类与指数成分的 PIT

财报不是唯一会引入前视的字段。行业分类、指数成分、可融券标的、ST 标记,全都是带时间维度的属性。

行业分类(GICS、申万、中信)每年会做一次大调整,少数公司因主营业务变化会被重分类。如果你用今天的行业分类去回测十年前的”行业中性”组合,行业暴露的对冲就是错的,残差里混入了行业 beta。

指数成分的 PIT 比行业分类更敏感。沪深 300 每半年调一次,每次进出 10 到 30 只。任何”沪深 300 选股”或者”用沪深 300 做对冲”的回测,都必须按当时的成分。

可融券标的的 PIT 决定一类做空策略能不能成立。某段时间标的不在融券池,理论 alpha 再好也不能交易。这一项历史数据稀缺,但是上交所、深交所每天会披露 每日融资融券标的证券名单,可以日切落库。

工程上把这些字段统一封装成”时间序列属性”:每个属性表的查询都必须传 as_of 参数。底层实现可以是开闭区间表(每条记录带 start_dateend_date),查询时做范围匹配。

2.5 PIT 财报库的最小可运行实现

把上面这些原则落到代码上。下面是一份不带任何依赖的 PIT 财报库实现,演示了 as_of 查询的语义:

# pit_fundamental.py
# Python 3.11, 仅依赖标准库 + pandas
from __future__ import annotations
from dataclasses import dataclass
from datetime import date
import pandas as pd


@dataclass(frozen=True)
class FundamentalRecord:
    stock_id: str
    report_period: str        # 例如 '2024Q1'
    version: int              # 1 表示初次披露
    effective_from: date      # 该版本对外可见的起始日
    fields: dict              # 字段 -> 值,例如 {'revenue': 1.2e9, 'net_profit': 1.0e8}


class PITFundamentalStore:
    """最小可运行 PIT 财报库。
    所有写入都是 append-only:修订只新增 (stock_id, report_period, version+1) 的记录,
    不覆盖历史。读取时按 as_of 过滤出"当时可见的最新版本"。
    """

    def __init__(self) -> None:
        self._records: list[FundamentalRecord] = []

    # ---------- 写入 ----------
    def ingest(self, rec: FundamentalRecord) -> None:
        # 简单一致性检查:同一 (stock, period) 下 version 必须递增
        existed = [r for r in self._records
                   if r.stock_id == rec.stock_id
                   and r.report_period == rec.report_period]
        if existed and rec.version <= max(r.version for r in existed):
            raise ValueError(
                f"version 必须递增:{rec.stock_id} {rec.report_period} "
                f"已有最高版本 {max(r.version for r in existed)}"
            )
        self._records.append(rec)

    # ---------- 读取 ----------
    def as_of(
        self,
        stock_id: str,
        as_of_date: date,
        report_period: str | None = None,
    ) -> FundamentalRecord | None:
        """返回 as_of_date 时点对市场可见的、指定报告期的最新版本。
        report_period=None 时返回 as_of_date 之前最新报告期的最新版本。
        """
        candidates = [
            r for r in self._records
            if r.stock_id == stock_id
            and r.effective_from <= as_of_date
            and (report_period is None or r.report_period == report_period)
        ]
        if not candidates:
            return None
        if report_period is None:
            # 先按 report_period 取最大,再在该 period 内取最高 version
            latest_period = max(r.report_period for r in candidates)
            candidates = [r for r in candidates if r.report_period == latest_period]
        return max(candidates, key=lambda r: r.version)

    # ---------- 批量读取(构造横截面)----------
    def cross_section(
        self,
        stock_ids: list[str],
        as_of_date: date,
        field: str,
    ) -> pd.Series:
        """返回某个字段在 as_of_date 的横截面。"""
        out = {}
        for sid in stock_ids:
            rec = self.as_of(sid, as_of_date)
            if rec is not None and field in rec.fields:
                out[sid] = rec.fields[field]
        return pd.Series(out, name=field)

写入时区分初次披露与修订:

store = PITFundamentalStore()

# 初次披露:2024-04-25 公告 2024Q1 报表
store.ingest(FundamentalRecord(
    stock_id="600519.SH",
    report_period="2024Q1",
    version=1,
    effective_from=date(2024, 4, 25),
    fields={"revenue": 4.66e10, "net_profit": 2.40e10},
))

# 中报附带的追溯调整:在 2024-08-15 重述了 Q1 净利润
store.ingest(FundamentalRecord(
    stock_id="600519.SH",
    report_period="2024Q1",
    version=2,
    effective_from=date(2024, 8, 15),
    fields={"revenue": 4.66e10, "net_profit": 2.35e10},
))

回测时所有查询都强制带 as_of

# 在 2024-05-10 看到的,是 v1
r1 = store.as_of("600519.SH", date(2024, 5, 10))
assert r1.version == 1 and r1.fields["net_profit"] == 2.40e10

# 在 2024-04-20(公告前)看不到任何东西
assert store.as_of("600519.SH", date(2024, 4, 20)) is None

# 在 2024-09-01 才能看到修订后的 v2
r2 = store.as_of("600519.SH", date(2024, 9, 1))
assert r2.version == 2 and r2.fields["net_profit"] == 2.35e10

这一段不到 100 行的代码,已经覆盖了 PIT 库的核心语义:append-only 存储、按 as_of 检索、版本号显式化。生产环境再叠上索引、批量 IO、报表口径映射、缺失值处理就行,本质上都是在这个骨架上加包装。

2.6 一致预期数据的 PIT

卖方研究员(Sell-side Analyst)的盈利预测、目标价、评级,是”基本面动量”和”预期修正”类策略的关键输入。这一类数据天然带前视风险。原因有两条:

第一,预测发布日和数据库录入日之间有时差。Bloomberg、Wind、彭博的一致预期会在分析师发布之后几小时到一天内更新,但有些第三方数据源会”批量补数据”,把过去某个时段的预测重新写一遍。如果研究员用的是这种”补完整版”的数据,等于看到了未来若干天后才正式录入的预测。

第二,分析师覆盖关系本身是动态的。某券商今年覆盖、明年弃覆盖,一致预期的分母(覆盖人数)在变。如果用今天的”覆盖人数”做历史归一化,就把”未来还会有谁覆盖”这件事偷偷塞进了模型。

修法和财报一致:每一条预测带 analyst_idforecast_dateeffective_from,按 as_of 检索;覆盖关系用区间表(每个分析师对每个标的有 coverage_startcoverage_end)。

2.8 另类数据的 PIT:比财报更难

财报至少有规范化的公告日。另类数据(卫星图像、招聘数据、信用卡消费、新闻文本、社交情绪)的可用日就模糊得多。

新闻文本。新闻有”事件发生时间”和”消息发布时间”,两者经常不一致。比如某并购消息事实发生在 14:30,路透社 15:10 才发出,部分小型自媒体 16:00 才转出。如果你的因子用的是”消息发布时间”,要确认数据源是哪一个时间戳——用路透时间和用最早自媒体时间,对短期事件驱动策略的回测结果可能差一倍。

卫星图像。商业卫星的过境时间是固定的(每颗卫星在固定轨道上每隔几小时过一次),但图像处理、云层剔除、识别算法跑完,往往要 24-72 小时才有可用结果。把”图像采集时间”当作”特征可用时间”是典型前视;正确做法是把”管道处理完成时间”作为可用时间戳。

招聘 / 消费等结构化另类数据。这些数据通常按周/月聚合发布。如果数据源把”前一周的统计”在周一早上 10 点发布,那这一周的可用日就是周一 10 点之后,不是这一周的第一天。

落到工程上,所有另类数据都强制带 available_from 字段,不带这个字段的数据源不接入研究环境。

2.9 前视 vs PIT:一个能跑的对比

把前视偏差量化出来,最直接的办法是同一个策略在两条数据流上各跑一次。下面这段演示了两个回测的差距:

# pit_vs_lookahead.py
import pandas as pd
import numpy as np
from datetime import date, timedelta

# 构造一份玩具数据:5 只股票,2024 年的日频价格 + 季报
np.random.seed(20260501)
stocks = ["A", "B", "C", "D", "E"]
dates = pd.bdate_range("2024-01-02", "2024-12-31")
prices = pd.DataFrame(
    100 * np.exp(np.cumsum(np.random.normal(0, 0.012, (len(dates), len(stocks))), axis=0)),
    index=dates, columns=stocks,
)

# 季报安排:报告期 -> (公告日, 净利润同比)
reports = [
    ("2023Q4", date(2024, 3, 28), {"A": 0.20, "B": -0.05, "C": 0.10, "D": -0.30, "E": 0.08}),
    ("2024Q1", date(2024, 4, 25), {"A": 0.30, "B": -0.10, "C": 0.15, "D": -0.40, "E": 0.05}),
    ("2024Q2", date(2024, 8, 28), {"A": 0.18, "B": -0.02, "C": 0.20, "D": -0.20, "E": 0.12}),
    ("2024Q3", date(2024, 10, 30), {"A": 0.25, "B": 0.01, "C": 0.18, "D": -0.10, "E": 0.10}),
]

def signal_lookahead(today: pd.Timestamp) -> pd.Series:
    """前视版:以"报告期所在季度末"为时间戳,提前知道未来才公告的报表。"""
    # 找到报告期末 ≤ today 的最新一份;这里直接用 report_period 字符串解析
    candidates = []
    for period, _, growth in reports:
        period_end = pd.Period(period, "Q").end_time.date()
        if period_end <= today.date():
            candidates.append((period_end, growth))
    if not candidates:
        return pd.Series(0.0, index=stocks)
    _, growth = max(candidates, key=lambda x: x[0])
    return pd.Series(growth)

def signal_pit(today: pd.Timestamp) -> pd.Series:
    """PIT 版:以"公告日"为时间戳,今天能看到的最新已公告报表。"""
    candidates = [(ann, g) for _, ann, g in reports if ann <= today.date()]
    if not candidates:
        return pd.Series(0.0, index=stocks)
    _, growth = max(candidates, key=lambda x: x[0])
    return pd.Series(growth)

def run_backtest(signal_fn) -> pd.Series:
    """每周一按 signal 排序,做多前 2 名、做空后 2 名,等权。"""
    rets = prices.pct_change().fillna(0.0)
    pnl = []
    weights = pd.Series(0.0, index=stocks)
    for d in dates:
        if d.weekday() == 0:  # 周一调仓
            sig = signal_fn(d)
            longs = sig.nlargest(2).index
            shorts = sig.nsmallest(2).index
            weights = pd.Series(0.0, index=stocks)
            weights[longs] = 0.5
            weights[shorts] = -0.5
        pnl.append((weights * rets.loc[d]).sum())
    return pd.Series(pnl, index=dates).cumsum()

curve_lookahead = run_backtest(signal_lookahead)
curve_pit = run_backtest(signal_pit)

print("前视回测累计收益:", round(curve_lookahead.iloc[-1], 4))
print("PIT  回测累计收益:", round(curve_pit.iloc[-1], 4))
print("差距:", round(curve_lookahead.iloc[-1] - curve_pit.iloc[-1], 4))

实际跑起来,前视版本会比 PIT 版本系统性高出一截。差距来自两个地方:报告期末到公告日之间这一两个月,市场还没消化报表,模型已经按报表排序;以及在那一两个月里,前视版本拿到的是”日后被验证为真”的方向,相当于偷看了答案。

下面是这个玩具实验的输出量级(每次随机种子下数字会变,但符号方向不变):

前视回测累计收益: 0.1842
PIT  回测累计收益: 0.0613
差距: 0.1229

这个差距比真实市场要夸张,因为玩具数据里报表方向几乎完美预测了股价。但量级足以说明:前视不是”细枝末节的偏差”,是把”答案”直接告诉了模型。


三、未来函数:当代码逻辑里偷偷溜进了未来

3.1 什么是”未来函数”

未来函数(Future Function / Forward-Looking Function)是 A 股社区里用得很广的术语,本质就是:在生成 \(t\) 时刻特征的函数里,输入向量 \(x_t\) 实际依赖了 \(t' > t\) 的数据。前视偏差是数据层的问题,未来函数是计算层的问题,常常更难发现,因为它伪装在看似无害的代码里。

下面这几种是踩坑次数最多的。

3.2 全样本归一化

这是最经典的未来函数。研究员在做特征工程时习惯写:

# 反模式:用整段样本的均值和标准差去做 z-score
df["roe_z"] = (df["roe"] - df["roe"].mean()) / df["roe"].std()

df["roe"].mean() 是整段历史的均值,包含了未来。如果这个特征用在 2018 年 1 月的决策上,它已经”知道”2024 年 ROE 的均值在哪里。任何对均值漂移敏感的因子(估值、低波、动量)都会被这种归一化偷偷注入未来信息。

修法是把”全样本统计量”换成”扩展窗口”或”滚动窗口”:

# 正确:扩展窗口,t 时刻的统计量只用 t 之前的样本
mu = df["roe"].expanding(min_periods=252).mean()
sd = df["roe"].expanding(min_periods=252).std()
df["roe_z"] = (df["roe"] - mu) / sd

横截面归一化也要小心。在某一天对所有股票做截面 z-score 没问题,因为所有截面值都在 \(t\) 时刻同时可见;但是把”行业中位数”算进特征时,要确认”行业分类”用的是 PIT 版本,否则未来函数仍然会通过分类反映过来。

3.3 未来均值回归

这是一个稍微隐蔽的版本。研究员在做”价格回归到均线”的策略时,写了这种代码:

# 反模式:用整段历史拟合均值回归参数
half_life = (np.log(2) / np.log(np.abs(rho))).item()  # rho 来自整段 OU 拟合

rho 是 Ornstein-Uhlenbeck 拟合出的系数。如果 rho 用整段样本估,得到的半衰期已经包含未来信息。哪怕回测只用最近 N 天的均值,参数 rho 本身也偷看了答案。

修法是参数滚动重估。每个调仓节点用过去固定窗口估一次 rho,从此往后只用这一次估出来的值,到下一个节点再更新。这种”walk-forward”参数重估的代价是计算量上去了,但时间因果性是对的。

3.4 滚动窗口的越界

pandas.rolling 是高频踩坑点。默认行为是右对齐:x.rolling(20).mean()\(t\) 这一行返回 \([t-19, t]\) 的均值,不包含未来,是安全的。但是下面这一行就有问题:

# 反模式:center=True 滚动窗口
ma = df["price"].rolling(20, center=True).mean()

center=True 会让 \(t\) 这一行的均值取自 \([t-9, t+10]\),直接用了未来的 10 行。可视化时图很漂亮,回测里就是泄漏。

shift 也是常见陷阱。研究员有时为了”避免使用同日数据”会写:

# 这里没问题:用昨天的收盘做信号,今天开盘成交
sig = df["close"].shift(1)

但是反过来这种:

# 反模式:把未来 1 期的 return 当 target,忘了把它从特征里隔离开
df["fwd_ret"] = df["close"].pct_change().shift(-1)
df["feat"] = df[["fwd_ret", "vol", "mom"]].sum(axis=1)  # fwd_ret 进了特征

把目标变量混进特征是机器学习上下游里最经典的泄漏。任何用 shift(负数) 构造的列都要立刻打上 “TARGET-ONLY” 标签,禁止进入特征流水线。

3.5 链式数据预处理的陷阱

更隐蔽的是预处理链:去极值、标准化、缺失值填充、行业中性化。每一步如果用了”全样本统计量”,都会注入未来。

例如缺失值填充:

# 反模式:用整段中位数填空
df["pe"] = df["pe"].fillna(df["pe"].median())

应当改成”截面填充”(用同一天同行业的中位数)或者”扩展窗口”。前者只跨横截面、不跨时间,是安全的;后者只用历史。

3.6 训练 / 测试切分中的泄漏

机器学习类策略里有几种常见的泄漏,本质都是”测试集的信息流回了训练集”。

标准化器的全局拟合。这是最常见的版本:

# 反模式:标准化器在全样本上 fit,再切分
from sklearn.preprocessing import StandardScaler
scaler = StandardScaler().fit(X)              # X 包含训练 + 测试
X_train, X_test = train_test_split(scaler.transform(X), ...)

正确写法是先切分,再用训练集拟合 scaler,对测试集只 transform:

X_train, X_test = train_test_split(X, ...)
scaler = StandardScaler().fit(X_train)
X_train = scaler.transform(X_train)
X_test = scaler.transform(X_test)             # 测试集不参与 fit

特征选择的全局做法。卡方、信息熵、互信息这些特征筛选方法如果在全样本上跑,再切训练 / 测试,已经把测试集的标签泄漏到选特征这一步。

目标编码(Target Encoding)的泄漏。把类别变量替换为”该类别下目标变量的均值”是一种强力特征,但如果均值在全样本上算,已经看了测试集的 \(y\)。修法是用 KFold 内部目标编码,或者用 leave-one-out 编码。

时间序列 CV 的错误切分KFold 默认随机打乱,对时间序列是错的——训练集里出现 \(t+1\)、测试集里是 \(t\),因果反了。必须用 TimeSeriesSplitPurgedKFold、或者干脆 walk-forward。López de Prado 强调的”purge + embargo”是更严格的版本:训练集在测试集前后都留一个 buffer,避免标签依赖跨集泄漏。

3.7 系统性预防:用类型/接口做约束

光靠人眼和 code review 防未来函数是防不住的,因为代码看起来都”对”。真正能压住的是把约束写进系统的接口。

第一种做法是在数据帧里显式带时间戳,所有横截面操作都必须以”同一时间戳”为边界:

def cross_section_zscore(df, value_col, group_col, ts_col):
    """对同一时间戳、同一分组内做 z-score,跨时间戳的均值绝不参与。"""
    grouped = df.groupby([ts_col, group_col])[value_col]
    return (df[value_col] - grouped.transform("mean")) / grouped.transform("std")

第二种做法是回测引擎在调用 signal 时,传入一个”只能看 \(t\) 之前”的视图:

class PITView:
    def __init__(self, df, t):
        self._df = df[df.index <= t]   # 只暴露 t 之前的数据
        self._t = t
    def __getitem__(self, key):
        return self._df[key]

研究员只能拿到这个视图,写不出未来函数。

第三种做法是引入”时点污染检查”。回测跑完后,把每天的特征矩阵和那一天的 PIT 数据流做一次 join,对不上就报警。这个开销不便宜,但能在 CI 阶段切实抓住未来函数。


四、数据窥视与多重检验:当回测变成”许愿池”

4.1 什么是数据窥视

数据窥视(Data Snooping)是另一种”用未来”,但这次”未来”是研究员自己的眼睛。流程是这样:

  1. 想到一个因子,回测看 IR;
  2. IR 不够好,调一调阈值、改一改窗口,再回测;
  3. 反复几十次,留下”看着最好”的那一组参数;
  4. 把它当成”发现的 alpha” 去上线。

整个过程没有任何一步用到了未来数据,但研究员的注意力一直在用未来——他在看的是”在我手里这段历史里,哪一组参数最幸运”。这就是 p-hacking 的过程。

4.2 多重检验为什么这么危险

经典统计的 5% 显著性,是单次假设检验的边界。如果你做了 100 次假设检验,期望会有 5 次纯靠运气过线。当一个因子工厂同时跑几百个候选因子,挑 IR 最高的那批,挑出来的因子被运气解释的概率非常高。

López de Prado 在 Advances in Financial Machine Learning 里讲过一组测算:当试错次数达到 20 次时,一个真实 IR=0 的策略仍然有 50% 以上的概率显示出表面”显著”的 IR。如果尝试次数到了 50、100,“看起来显著”几乎是必然事件。

4.3 工程上能做的几件事

预注册(pre-registration)。在跑回测之前,把假设、参数空间、显著性阈值写进一份不可改的文档(git commit 上 hash),事后看回测结果是否落在预设区间。任何在事后被改的范围,都要标记为”探索性”,不当成可信结论。

Deflated Sharpe Ratio。López de Prado 提出的修正:根据尝试次数和样本相关结构,对 Sharpe 做”通胀”折扣。公式涉及最大尝试次数 \(N\)、样本均值、样本偏度峰度。原始 Sharpe 需要打折之后再判断显著性。

保留集(hold-out)。把样本切成开发集、验证集、保留集。任何决策只用前两者;保留集只在最终上线决策前看一次。如果在保留集上表现塌陷,说明前两者上的”alpha”是过拟合。

步入式校验(walk-forward)。在每一个时间窗口上重新拟合参数、向前评估。最后看的是步进序列的总体表现,不是”在整段历史上最好的一组参数”。

Combinatorial Purged CV。López de Prado 又提出的版本,专为时间序列设计,避免训练集和测试集在时间上”挨着”导致的信息泄漏。

事先约定显著性阈值。如果你已经做了 N 次尝试,最低显著性应该按 Bonferroni 或 Holm 修正:\(\alpha' = \alpha / N\)

4.4 一个常见的反模式

研究员在做”参数扫描”时常写出这种代码:

# 反模式:网格扫描后挑最优 Sharpe
results = []
for w in [5, 10, 20, 30, 60]:
    for thr in [0.5, 1.0, 1.5, 2.0]:
        for vol_cap in [0.05, 0.10, 0.20]:
            sr = backtest(w, thr, vol_cap).sharpe()
            results.append((w, thr, vol_cap, sr))
best = max(results, key=lambda x: x[-1])

5 × 4 × 3 = 60 组合,期望里大约会有 3 组靠运气拿到 5% 显著的 Sharpe。挑 best 出来,等于挑出”最幸运的一次”。修法是要么走 walk-forward,让每个时间窗里”独立”挑参数;要么把网格视为多重假设,在判定显著性时除以 60。

4.6 因子工厂的”出厂检验”

更工业一些的做法是把每个候选因子放到一条统一的”出厂检验”流水线上:

  1. 样本期划分。开发集(前 60%)、验证集(中 20%)、保留集(最后 20%)严格按时间切分。
  2. 基础统计。在开发集上算 IC、IR、换手率、覆盖率、分组单调性。任一指标不达标,淘汰。
  3. 稳健性。在验证集上重做基础统计,要求和开发集差距不超过预设阈值(比如 IR 衰减 ≤ 30%)。
  4. 正交性。和已有因子库做横截面回归,看残差 IR 是否仍显著。如果一个新因子 99% 被现有因子解释,没有上线价值。
  5. 保留集”一锤定音”。前面四步都通过的因子,在保留集上跑一次。这一次的结果不参与任何后续调整,结果就是结果。
  6. 多重检验修正。用 Bailey-López de Prado 的 Deflated Sharpe,按”今年家里跑过多少候选因子”做折扣。

这套流程能把 100 个候选因子里”运气贡献”的部分压到 5 个以下。剩下进入因子库的,是有合理论据 + 时间稳健 + 正交贡献 + 保留集验证的因子,而不是”网格扫到的最幸运参数”。

4.7 我自己的判断

这是工程上最难根除的偏差之一。原因是研究员不写代码也在心里”网格搜”——他可能只看了一眼图就放弃了某个想法,但记住了。真正能防住数据窥视的不是工具,是研究流程:固定假设来源(先有理论或现象,再有因子),固定参数范围(落在文献或经验里,不每次都换),固定停止条件(达到预设 IR 就停手,不进一步调参)。这些都是流程纪律,不是代码能强制的。

4.8 一个真实尺度的反例

学术文献里被反复引用的一个例子是 Sullivan、Timmermann、White (1999) 对技术分析规则的检验。他们把过去几十年里发表过的几千条技术分析规则全部放到一份股指数据上跑,再用 Bootstrap-Reality Check 做多重检验修正。结论是:在没有修正的情况下,相当一部分规则看起来”显著”;做了修正之后,几乎全部回归不显著。

这个结论对今天的研究员仍然有效——区别只是当年的”几千条技术规则”换成了今天的”几千个 ML 模型 + 特征组合”。如果你做了 1000 次回测之后挑出”看起来最好”的那一组,期望里大概率会挑到一个 IR=0 的策略。


五、复权陷阱:分红、配股、拆股下的价格连续性

5.1 为什么要复权

只要有分红、送股、配股、拆股、合股这些公司行为(Corporate Actions),股价的”原始序列”就不连续。最直观的例子:贵州茅台 2017 年 6 月 14 日除权除息,前一日收盘 459.81 元,当日开盘 449.00 元——账面看起来跌了 10 元,实际是分红 6.787 元/股(税前)造成的除权。如果直接对原始价格做收益率,这一天会算出一个莫名其妙的负收益,下一笔交易决策也会跟着偏。

复权(Adjustment)就是把这些公司行为造成的”价格断点”补平,让序列在”持续持有的总收益”意义上连续。

5.2 三种口径

口径 含义 适用场景
不复权 显示当时市场上真实的价格 实盘下单、看交易区间、画龙虎榜
前复权 以”今天”为基准,把历史价格按公司行为反向调整 看图、技术分析、形态识别
后复权 以”上市日”为基准,把未来公司行为正向应用到历史价格上 回测收益率、计算因子

三个口径反映同一段历史,区别只在”基准点”。前复权的优点是”今天的价格永远等于真实价格”,缺点是历史每发生一次新公司行为,整个历史序列都会被重写一次。后复权反过来,“上市日的价格永远等于真实价格”,未来每一次公司行为只在”今天往后”的序列里加一个倍数。

5.3 复权的常见误用

用前复权计算长期年化收益。前复权的”今日基准”会随每一次新公司行为变化,意味着同一段历史窗口在不同时点上看,数值不一样。如果你昨天的回测结果是 12.3%,今天因为某只股票分红,重新跑得到 12.1%,差距来源不是 alpha 变了,是基准变了。回测严格要求口径稳定,应该用后复权。

用不复权做收益率。这是初学者最常见的错误。除权日会出现一根虚假的”暴跌”K 线,把动量、反转因子全算坏。

前复权用于因子库。因子在不同日期重算时会得到不同的”历史值”。一个 PE-TTM 因子在前复权下,分母(每股盈余)保持原样,分子(价格)天天在变,PE 序列被”反复重写”,PIT 库根本无法稳定存储。

复权和价格在同一张表里却没标注。最危险的状态是:数据库里存了”close” 一列,谁也不知道是什么口径,研究员各自假设。这种事故的修法是字段命名强制带口径后缀:close_rawclose_fwdclose_bwd

5.4 复权公式

A 股复权的标准公式来自交易所披露的除权除息事件。设某日除权除息,事件前一日收盘价 \(P_{\text{prev}}\),分红 \(D\)(每股税前)、送股比例 \(\beta\)(每 10 股送 \(\beta \times 10\))、配股比例 \(\gamma\)、配股价 \(P_c\)。除权参考价(理论值):

\[ P_{\text{adj}} = \frac{P_{\text{prev}} - D + P_c \times \gamma}{1 + \beta + \gamma} \]

后复权的累积因子从最早一天向今天累乘:

\[ F_t = \prod_{i \le t} \frac{P_{\text{prev},i}}{P_{\text{adj},i}} \quad \text{对每个除权日 } i \]

后复权价 = 原始价 × \(F_t\)。前复权则是把今天的因子设为 1,向历史反推。

落到代码上:

def back_adjust(prices: pd.Series, events: pd.DataFrame) -> pd.Series:
    """
    prices: 不复权收盘价,index 是交易日
    events: 公司行为表,columns = ['date', 'div', 'send', 'rights', 'rights_price']
    返回后复权价。
    """
    factor = pd.Series(1.0, index=prices.index)
    for _, e in events.sort_values("date").iterrows():
        d = e["date"]
        if d not in prices.index:
            continue
        prev_idx = prices.index.get_loc(d) - 1
        if prev_idx < 0:
            continue
        p_prev = prices.iloc[prev_idx]
        p_adj = (p_prev - e["div"] + e["rights_price"] * e["rights"]) \
                / (1 + e["send"] + e["rights"])
        ratio = p_prev / p_adj
        factor.loc[d:] *= ratio
    return prices * factor

这段代码经过删减只保留主路径,生产代码还要处理: - 现金分红的扣税口径(含税 vs 不含税,因机构持股周期不同而不同) - 配股是否实际认购(影响是否进入复权) - 异常事件(合股、缩股、回购注销、分立)

5.5 港股、美股的特殊情形

香港市场分红常见以”红股”(送股的港股版本)形式发放,比例不一定是整数股,复权时要按交易所披露的实际比例处理。港股还有一些上市公司会做”实物分派”——把子公司股票按比例分给原股东,这相当于一次反向的分立,复权公式要按”分派标的的市值 / 母公司市值”做比例调整。

美股的拆股(Stock Split)和合股(Reverse Split)频率比 A 股高。特斯拉、苹果都做过多次拆股,幅度从 4-for-1 到 7-for-1 不等。合股则常见于面值过低面临退市风险的股票,1-for-10 这种比例会让历史价格上一个数量级。这两类事件在 CRSP、Compustat 里有标准的事件代码(CRSP 里是 DISTCD),数据团队拉数据时要把这一列一起拉下来。

ADR(American Depositary Receipt)的复权是更细的坑——ADR 持有的是托管银行存放的境外股票”凭证”,每张 ADR 对应若干股原股,比例可能因托管行调整而变化(叫”ratio change”)。如果你做 A/H/ADR 三地价差套利,ADR 的 ratio change 必须当作一次特殊的复权事件处理。

5.6 工程对策

回测引擎默认用后复权,看图工具默认用前复权,下单网关用不复权。三套口径在数据层一次落库,每一份都有完整历史。任何模块跨口径读数据,必须经过显式转换函数,绝不允许假设”价格列就是后复权”。


六、停牌与流动性陷阱:账面成交的不是真实成交

6.1 停牌期持仓

A 股的停牌(Suspension)有两种:日内停牌(盘中临停)和跨日停牌(停牌一天到几个月不等,最长可以是借壳、重组事项中的”无限期停牌”)。重组停牌曾经动辄半年甚至一年。

停牌期间持仓出问题在于:账面市值通常按”停牌前最后一笔成交价”或”前收盘”标记,但你既不能加仓也不能减仓。复牌后跳空——尤其是借壳类、被并购类,跳空 50% 不算罕见。如果回测引擎默认”每天可以按收盘成交”,停牌区间的所有调仓信号都会被错误执行,复牌当日的盈亏也会被错误吸收。

修法是在 tradable_universe(t) 里把停牌标的剔除。具体到代码:

def can_trade(stock_id, t, suspension_table):
    if (stock_id, t) in suspension_table.full_day:
        return False
    return True

复牌当天是否可交易也要单独判断。深交所、上交所对复牌当日的交易制度不一样,部分情况下复牌首日只允许集合竞价或限定波动幅度。回测里不区分这一层会导致开盘秒成交被高估。

6.2 复牌跳空

跳空(Gap)本身不是偏差,是真实市场行为。但是当你的回测里出现了”组合在停牌期间持有了重组股,复牌后大涨 80%“,这部分收益要看是不是”按收盘价标记”在悄悄送钱。

工程上要做两件事:

  1. 用真实的复牌首日成交价(最优一笔成交、加权 VWAP)来标记停牌段的标记价格波动,而不是粗暴线性内插。
  2. 如果策略本身要刻意吃复牌跳空,要单独标注 “需要预测公司行为” 这一假设,并在因子归属上和”市场层面 alpha”分开。

6.3 涨跌停封单

A 股有涨跌停(Daily Price Limit)制度。涨停时,所有人都想买,挂买不一定能成;跌停时反过来。如果回测里”按收盘价成交”,等于假设你永远抢得到封单——这对小单可能近似成立,对组合级别的下单完全不成立。

工程上要在成交模拟里加约束:

def fill_with_limit(order, t, market_state):
    """
    简化的涨跌停成交模拟:
    - 涨停且 order 是买单:成交量 = min(挂单量, 残余封单量) * 概率折扣
    - 跌停且 order 是卖单:同上
    - 非涨跌停:按 VWAP 或冲击模型成交
    """
    if market_state.is_upper_limit(t) and order.side == "buy":
        return min(order.qty, market_state.queue_left(t) * 0.1)
    if market_state.is_lower_limit(t) and order.side == "sell":
        return min(order.qty, market_state.queue_left(t) * 0.1)
    return simulate_normal_fill(order, t, market_state)

0.1 这个系数代表”封单里能挤进去的概率”。具体值可以做日内 L2 数据的统计,也可以做悲观假设(0 成交)。涨跌停日的成交假设差一个数量级,对回测里”追涨型”或”反向博弈型”策略的影响极大。

6.4 异常成交与”擦边”价差

历史数据里偶尔会出现异常的”擦边”成交:1 股的成交把价格瞬间打到涨停或跌停,又在下一秒回到正常区间。这类成交进了日线 OHLC 的 high / low,但实际上不可交易。如果策略用 high / low 作为触发条件(比如”突破日内高点开仓”),这种擦边价格会触发幻影信号。

修法是在数据清洗阶段就把”瞬时异常 + 短时回归”的 tick 标记出来,落库的 OHLC 用”过滤后的 tick”重算。具体阈值(比如”价格偏离上一笔超过 5% 且 30 秒内回归”)要按市场和标的活跃度调。

6.5 流动性陷阱

流动性是另一个隐性陷阱。当你回测一个组合,理论交易额可能远超过该股票真实成交额。比如 A 股某只小盘股日成交 1 亿,组合按因子排序给它分配 1 亿仓位——你已经吃光了一天的流动性,事实上不可能成交。

工程对策:

  • 限制单只标的最大单日交易额为该日成交额的某个比例(典型 5%~10%)。
  • 把组合分散度纳入约束,避免少数标的吃光流动性。
  • 在成交模拟里加冲击模型(Almgren-Chriss、Square-Root Law),不是免费成交。

七、时区与日历:跨市场对齐的细节

7.1 节假日与半日市

中国大陆 A 股周末和法定节假日不开盘。香港、美股、A 股的节假日体系不重合。每年春节、清明、五一、端午、国庆,A 股会休市;美股复活节五(Good Friday)、感恩节、独立日休市;港股大致跟随大陆但加进圣诞、元旦。

在跨市场策略里(典型场景:A/H 套利、ADR 套利),如果回测引擎按”自然日”对齐,会把”A 股放假、美股开盘”的日子算进每日收益,造成因子位移。正确的做法是按交易日历对齐(Trading Calendar),跨市场时取交集或并集,明确缺失日的处理规则。

半日市(Half-Day Trading)是另一种特殊情况。香港圣诞前夕、平安夜,美股感恩节后一天,都只交易半天。如果回测按”全天 VWAP”成交,半日市会得到错误的成交量基准。

7.2 夏令时

美国市场开盘时间在中国时区里随夏令时切换:3 月到 11 月按夏令时,对应北京时间 21:30 开盘;其余时间对应 22:30 开盘。如果你的”日终标记”统一在北京时间某个时刻 cut,跨夏令时切换那一周可能出现”今天的标记错过了开盘”或”今天标记包含了第二天的开盘”。

工程上的处理是把所有时间戳存为 UTC,落到具体市场时再转该市场的本地时区,永远不要在中间存”无时区”的字符串。pandas 里:

ts_utc = pd.Timestamp("2024-03-11 14:30", tz="America/New_York").tz_convert("UTC")

7.3 跨市场对齐的两种策略

对齐到交集:只保留两边都开盘的交易日。优点是不需要插值;缺点是数据条目少、信号更新慢。

对齐到并集:两边任一开盘就保留。某市场休市当日的价格用”上一交易日收盘”前推。优点是信号更新及时;缺点是引入了”看似有变化”的虚假数据,要小心区分。

A/H 配对、A/美 ADR 套利、跨市场对冲建议先用交集做出第一版回测,再把并集对齐作为压力测试。

7.5 跨市场的调仓日”对齐窗口”

跨市场对冲(A/H、A 股 / 沪深 300 期货 / 富时 A50 期货)有一个细节:现货市场和期货市场的交易时段不重合。A50 期货新加坡盘比 A 股早开 30 分钟、晚收近 6 小时。如果对冲组合用 A 股收盘价标记 PnL、A50 用其当时的实时价,PnL 序列里会出现一个系统性的”时差错配 alpha”。

修法:把所有跨市场标记价格统一到一个共同时刻,比如”A 股 15:00 收盘”那一刻 A50 的最新成交。如果某市场那一刻没成交(节假日),用前一笔成交价并标注 stale。这种处理比”各取各的收盘”更接近实盘对冲的真实损益。

7.6 实盘与回测的时间对齐

回测里”今天 15:00 收盘后,下一个交易日 09:25 集合竞价下单”这种描述,落到代码必须是绝对时间戳。不要用”shift(1) 等于一个交易日”这种依赖于具体日历的写法。所有调仓事件都和市场日历显式对齐,再用 business_day_offset(calendar, t, n) 这样的函数前后跳。


八、工程对策:把陷阱钉进 CI

讲完了七类陷阱,最后一节给一份可以直接落到工程里的清单。

8.1 数据层:PIT 库的最低要求

  • 每张时间序列表必须有三个时间维度:event_date(事件实际发生时间)、effective_from(对市场可见的起始时点)、ingest_time(数据落库时间)。
  • 修订走 append-only:version 递增,旧版本永不被覆盖。
  • 任何”快照”(指数成分、行业分类、ST 标记、可融券标的、退市状态)都强制带 as_of 查询接口。
  • 对外只暴露 as_of(t) 视图,禁止任何”全表 scan”用于建模。
  • 数据完整性测试:随机抽 100 个 (stock, t) 组合,验证 as_of(t) 返回的字段值等于”在 \(t\) 时点真实存在的版本”。

8.2 回测引擎:必须做的几件事

  • 调仓步只接受 tradable_universe(t) 作为候选集,不允许传入全量代码。
  • 标记价格用后复权,但下单价用不复权 + 复权因子转换,绝不混用。
  • 涨跌停、停牌的成交模拟必须显式开关,默认”保守”——封单不成交、停牌期不能交易。
  • 流动性约束默认开启:单标的单日交易额 ≤ 当日成交额 × 5%。
  • 所有特征函数必须接收 PITView 而不是 DataFrame,强制无法越界。

8.3 单元测试:要写哪些断言

把下面这几条断言写进 CI,每个数据库版本、每次因子库变更都跑一遍:

# 1. PIT 单调性:as_of 越新,看到的版本不会消失
assert store.as_of(sid, t1).version <= store.as_of(sid, t2).version  # t2 > t1

# 2. 公告日不晚于落库日
assert all(rec.effective_from <= rec.ingest_time for rec in store)

# 3. 后复权因子单调非减(除非有合股/反向行为)
factor = back_adjust_factor(stock_id)
assert (factor.diff().fillna(0) >= -1e-9).all() or has_reverse_split(stock_id)

# 4. tradable_universe 的标的全部满足 inception <= t < delisting
for sid in tradable_universe(t):
    rec = master[sid]
    assert rec.inception_date <= t
    assert rec.delisting_date is None or rec.delisting_date > t

# 5. 价格列命名规范
for col in price_columns:
    assert col.endswith(("_raw", "_fwd", "_bwd")), f"未标注口径的价格列: {col}"

# 6. 特征函数不依赖未来
for feature in registered_features:
    out = feature(view_at(t))
    out_extended = feature(view_at(t, extended_with=future_data))
    assert (out == out_extended).all(), f"{feature.__name__} 依赖了未来"

# 7. 横截面操作的时间戳一致性
def check_cross_section_safety(df, value_col, ts_col):
    by_ts = df.groupby(ts_col)[value_col].agg(["count", "mean"])
    return all(c >= 1 for c in by_ts["count"])

第 6 条特别值得展开。它的实现方式是:在 t 时刻分别用”当时的视图”和”附加未来数据的视图”调用同一个特征函数,结果必须一致。如果未来数据进来后特征值变了,说明函数依赖了未来。这一条是抓未来函数最有效的自动化手段。

8.4 回测前自检清单

每次新策略上回测之前,研究员自己过一遍:

[ ] 标的池:用了 tradable_universe(t),不是当前在册的 universe?
[ ] 退市标的:过去 N 年里组合是否曾持有已退市代码?数量为 0 是异常?
[ ] 行情:复权口径是后复权?字段名带口径后缀?
[ ] 财报:用 PIT 库 as_of(t) 拉的,不是 latest snapshot?
[ ] 分类:行业分类、成分股都按 PIT 拉?
[ ] 信号:所有 rolling/expanding 的 min_periods 不为空?是否 center=False?
[ ] 归一化:z-score、winsorize 是横截面 + 同时间戳,不是全样本?
[ ] 缺失值:填充用截面或扩展窗口,不是全样本均值?
[ ] 调仓:避开了停牌、涨跌停封单情形?
[ ] 流动性:单标的交易额 / 当日成交额 ≤ 阈值?
[ ] 跨市场:日历对齐到交集,时区统一为 UTC?
[ ] 多重检验:参数尝试次数记录在案?是否做了 walk-forward?
[ ] 保留集:开发集、验证集、保留集是否分离?
[ ] 一致性:特征函数对"加未来数据"的视图返回值不变?

清单里的每一条不通过,都要研究员显式写理由,而不是”忽略后继续”。

8.6 灰度上线与回测一致性校验

回测做完到上线之间,还有一段”模拟盘”和”灰度盘”的过渡。这一段的核心目的是把”回测假设”和”实盘事实”对齐,把回测里没暴露的偏差晒出来。

具体的做法:

  • 同算法双跑。回测引擎和实盘引擎跑同一份策略代码,回测用历史数据、实盘用当日数据。每天对比两边的”应下单清单”。出现差异就调查原因,要么是回测数据偏差,要么是实盘有新约束没建模。
  • 滑点归因。每笔实盘成交都拆解成”理论价(中价)→ 实际成交价”的差额,并归因到价差成本、冲击成本、择时成本。把这套归因长期跑下去,能对回测的成交假设做经验校准。
  • 影子组合。在实盘组合之外,跑一个”按回测假设成交”的影子组合,对比真实组合和影子组合的差异。如果影子组合长期跑赢真实组合一大截,说明回测的成交假设过于乐观;反过来则是过于保守。

这套机制不消除任何已有偏差,但能把”哪个假设错了”暴露出来,让数据团队和研究团队回去补回测引擎。

8.7 跨团队的责任划分

数据陷阱的修复不是某一个团队的事,要拆得清楚:

  • 数据团队负责 PIT 库的语义正确(as_of 接口、append-only、版本号),负责数据完整性(退市样本、修订事件、公司行为),负责数据落库的时间戳准确。
  • 回测团队负责回测引擎对 PIT 数据的正确消费(PITViewtradable_universe、复权口径),负责成交模拟的保守假设,负责单元测试覆盖。
  • 研究团队负责按”出厂检验”流程提交因子,负责在自检清单上签字,负责对因子的论据和假设负责。
  • 风控 / 实盘团队负责回测与实盘的一致性校验,负责把实盘踩到的偏差反馈回数据 / 回测团队。

四个团队任意一个偷懒,整条链路都会出问题。这是一种典型的”系统性可靠性”问题,不是单点优化能解决的。

8.8 演练:用历史复盘抓陷阱

把过往的真实事故拿出来复盘,是让团队对数据陷阱形成肌肉记忆的最有效手段。每个季度挑一个事故,重建当时的数据流、信号流、下单流,让新研究员独立诊断。常见的演练题包括:

  • 某只重组停牌的股票在停牌期间一直被打分高位,复牌跳空 70% 后组合”赚到”了一大笔,但实际不可能交易——研究员能不能在回测里识别这是假收益?
  • 某券商一致预期数据被批量回填了过去三个月的预测,造成事件驱动策略 IR 突然飙升——能不能从数据落库时间戳上发现异常?
  • 某只小盘股因为”被新指数纳入”过去一周大涨,但被纳入是数据库回填的”上帝视角”——能不能识别成分股变化的 PIT 漏洞?

这种演练比读规范有效得多,因为它把抽象的”前视”“幸存者”具体到一份 PnL 报告上。

8.9 一种更工程化的姿态

我自己的看法:数据陷阱里最重要的不是某一种偏差怎么修,而是”数据团队”和”研究团队”的接口设计。研究团队应该拿到的是一份”任何时刻 \(t\) 都不可能越界”的视图,而不是一份原始 CSV 让研究员自己注意时间因果性。后者把所有责任压在研究员身上,最后总会有人犯错。前者把约束写进系统接口,犯错的成本是”代码跑不起来”,而不是”上线两个月才发现 alpha 是假的”。

A 股市场上这一类”看起来 alpha 很强、上线两个月归零”的故事年年都有。把数据陷阱钉进 CI,不是为了让研究员更舒服,而是为了让研究员的精力真的放在 alpha 上,而不是和数据捉迷藏。


风险提示

本文讨论的是回测中的数据偏差与工程对策,不构成任何投资建议。文中提到的所有策略、参数、代码示例仅用于说明数据陷阱本身的机制,不代表任何具体可交易的策略。回测中再”干净”的数据,也无法保证未来收益。任何实盘使用都需自行承担风险,包括但不限于:模型对未来分布失效、流动性枯竭、监管政策变更、极端事件下系统不可用。文中代码均为最小可运行示例,未经工业级压力测试,不要在生产环境直接使用。


九、参考资料

论文

  • Brown, S., Goetzmann, W., Ibbotson, R., & Ross, S. (1992). Survivorship Bias in Performance Studies. Review of Financial Studies.
  • Carhart, M. (1997). On Persistence in Mutual Fund Performance. Journal of Finance.
  • Lo, A., & MacKinlay, A. C. (1990). Data-Snooping Biases in Tests of Financial Asset Pricing Models. Review of Financial Studies.
  • Sullivan, R., Timmermann, A., & White, H. (1999). Data-Snooping, Technical Trading Rule Performance, and the Bootstrap. Journal of Finance.
  • Bailey, D., Borwein, J., López de Prado, M., & Zhu, Q. (2014). Pseudo-Mathematics and Financial Charlatanism: The Effects of Backtest Overfitting on Out-of-Sample Performance. Notices of the American Mathematical Society.
  • Harvey, C., Liu, Y., & Zhu, H. (2016). …and the Cross-Section of Expected Returns. Review of Financial Studies.
  • Bailey, D., & López de Prado, M. (2014). The Deflated Sharpe Ratio: Correcting for Selection Bias, Backtest Overfitting, and Non-Normality. Journal of Portfolio Management.

书籍

  • López de Prado, M. (2018). Advances in Financial Machine Learning. Wiley. 第 7-8 章关于 PIT、purged CV,第 11-13 章关于 backtest overfitting。
  • Chan, E. (2013). Algorithmic Trading: Winning Strategies and Their Rationale. Wiley.
  • Tucker, A. (2016). Practical Quantitative Finance with R. 关于 corporate action 处理的章节。

规范与文档

  • 上海证券交易所《交易规则》《股票上市规则》。
  • 深圳证券交易所《交易规则》《股票上市规则》。
  • 中国证监会《上市公司信息披露管理办法》。
  • CRSP US Stock Database Guide:完整退市样本的标杆数据集。
  • Compustat Point-in-Time Database Guide:PIT 财务数据库的工业标准。

数据源

  • Wind、Choice、聚源、同花顺 iFinD:A 股 PIT 财报与指数成分历史。
  • tushare、akshare、yfinance:免费层数据,原型可用,落地需自补 PIT。
  • Bloomberg INDX_MWEIGHT_HISTBDS 字段:指数成分历史。

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