用Python绘制专业的K线图

使用Python绘制一幅专业的K线图，是量化投资和金融数据分析的必备功课。

下面我将从K线图简介、数据获取、K线图绘制及成交量绘制等方面，结合源代码，一步步实现专业K线图的绘制。

K线图简介

K线图又被成为“蜡烛图”、“阴阳线”等，它在视觉效果上可以很清晰得凸显出市场多空形势，K线图成为大家查看行情数据以及各式量化分析不可或缺的一环。在K线图常见的时间跨度分钟、日、周以及月。

K线由高开低收四个价格绘制而成。分为阳线与阴线两种，收盘价高于开盘价时为阳线，收盘价低于开盘价时为阴线；K线图的示意图如下：

K线由矩形实体与上下两根影线组成，实体上方的影线成为上影线，下方的成为下影线。实体与阴线相对长短，可形成多种形态。

1、股票数据

我们从恒有数金融数据社区，获取股票市场历史行情数据。我们获取2021年6月1号至2021年8月1号，恒生电子（600570.SH）的日行情数据，代码及执行结果如下。

# 加载取数与绘图所需的函数包
import pandas as pd
import datetime
from hs_udata import set_token,stock_quote_daily
from mpl_finance import candlestick_ohlc
import matplotlib as mpl
import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.dates as mdates
mpl.rcParams["font.sans-serif"] = ["SimHei"] # 指定默认字体
mpl.rcParams["axes.unicode_minus"] = False  # 解决保存图像是负号"-"显示为方块的问题

def GetData(stock_code,start,end):
    #stock_code：获取股票数据的股票代码
    #     start：开始日期
    #       end：结束日期
    date_start=datetime.datetime.strptime(start,"%Y-%m-%d")
    date_end  =datetime.datetime.strptime(end,"%Y-%m-%d")
    data = pd.DataFrame([])
    while date_start<date_end:
        # 获取日行情数据，接口说明见 https://udata.hs.net/datas/332/
        # adjust_way枚举值为：0-不复权，1-前复权，2-后复权，此处取前复权
        data_i = stock_quote_daily(en_prod_code=stock_code
                                   ,trading_date=date_start.strftime("%Y%m%d")
                                   ,adjust_way = 1)
        data=pd.concat([data,data_i],axis=0)      # 将行情数据按行拼接
        date_start+=datetime.timedelta(days=1)    # 日期变量自增
    # 返回行情数据
    return data

#1、获取行情数据
stock_code = "600570.SH"     # 恒生电子 股票代码是600570.SH
start="2021-06-01"
end  ="2021-08-01"
set_token(token = "xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx")   # 注册后，获取并替换token
data = GetData(stock_code,start,end)
data

2、数据处理

由于恒有数的stock_quote_daily接口返回参数较多，包含了非交易日及停牌日期的数据。使用candlestick_ohlc包绘制K线图时，需要将日期转为数值。程序代码与执行结果如下：

#2、数据处理
data = data.loc[data.turnover_status=="交易"]             # 剔除非交易日
data_price = data[["trading_date","open_price","high_price","low_price","close_price"
                   ,"business_amount"]]                  # 选取日期、高开低收价格、成交量数据
data_price.set_index("trading_date", inplace=True)       # 将日期作为索引
data_price = data_price.astype(float)                    # 将价格数据类型转为浮点数
# 将日期格式转为 candlestick_ohlc 可识别的数值
data_price["Date"] = list(map(lambda x:mdates.date2num(datetime.datetime.strptime(x,"%Y-%m-%d")),data_price.index.tolist()))
data_price

3、绘制K线

使用mpl_finance函数包中candlestick_ohlc函数进行绘图，程序如下：

#3、绘制K线图
# 提取绘图数据
ohlc = data_price[["Date","open_price","high_price","low_price","close_price"]]
f1, ax = plt.subplots(figsize = (12,6))                        # 创建图片
candlestick_ohlc(ax, ohlc.values.tolist(), width=.7
                 , colorup="red", colordown="green")           # 使用candlestick_ohlc绘图
ax.xaxis.set_major_formatter(mdates.DateFormatter("%Y-%m-%d")) # 设置横轴日期格式
plt.xticks(rotation=30)                                        # 日期显示的旋转角度
plt.title(stock_code,fontsize = 14)                            # 设置图片标题
plt.xlabel("日 期",fontsize = 14)                              # 设置横轴标题
plt.ylabel("价 格（元）",fontsize = 14)                        # 设置纵轴标题
plt.show()

4、去除图中非交易日

由于candlestick_ohlc函数默认绘制的K线图并未剔出非交易日（周末、节假日和停牌日期），导致K线之间存在空白间隔。下面我们通过修改绘图数据中横轴数据，修改横轴标注日期，实现剔除图中的非交易日数据。

# 4、去除非交易日的间隔
ohlc = data_price[["Date","open_price","high_price","low_price","close_price"]]
ohlc.loc[:,"Date"] = range(len(ohlc))     # 重新赋值横轴数据，使横轴数据为连续数值
# 绘图
f1, ax = plt.subplots(figsize = (12,6))
candlestick_ohlc(ax, ohlc.values.tolist(), width=.7, colorup="red", colordown="green")
plt.xticks(rotation=30)                                        # 日期显示的旋转角度
plt.title(stock_code,fontsize = 14)                            # 设置图片标题
plt.xlabel("日 期",fontsize = 14)                               # 设置横轴标题
plt.ylabel("价 格（元）",fontsize = 14)                          # 设置纵轴标题
# 修改横轴标注日期
date_list = ohlc.index.tolist()           # 获取日期列表
xticks_len = round(len(date_list)/(len(ax.get_xticks())-1))    # 获取默认横轴标注的间隔
xticks_num = range(0,len(date_list),xticks_len)                # 生成横轴标注位置列表
xticks_str = list(map(lambda x:date_list[int(x)],xticks_num))  # 生成正在标注日期列表
ax.set_xticks(xticks_num)                                      # 设置横轴标注位置
ax.set_xticklabels(xticks_str)                                 # 设置横轴标注日期
plt.show()

5、在K线图中，添加成交量

K线图中，除了K线数据，一般还配有成交量数据。恒有数的stock_quote_daily接口返回的数据中，也有成交量数据。将K线图与成交量绘制在同一张图的程序如下：

#5、绘制成交量
fig = plt.figure(figsize=(12,10))
grid = plt.GridSpec(12, 10, wspace=0.5, hspace=0.5)
#（1）绘制K线图
# K线数据
ohlc = data_price[["Date","open_price","high_price","low_price","close_price"]]
ohlc.loc[:,"Date"] = range(len(ohlc))     # 重新赋值横轴数据，绘制K线图无间隔
# 绘制K线
ax1 = fig.add_subplot(grid[0:8,0:12])   # 设置K线图的尺寸
candlestick_ohlc(ax1, ohlc.values.tolist(), width=.7
                 , colorup="red", colordown="green")
plt.title(stock_code,fontsize = 14)     # 设置图片标题
plt.ylabel("价 格（元）",fontsize = 14)   # 设置纵轴标题
ax1.set_xticks([])                      # 日期标注在成交量中，故清空此处x轴刻度
ax1.set_xticklabels([])                 # 日期标注在成交量中，故清空此处x轴 
#（2）绘制成交量
# 成交量数据
data_volume = data_price[["Date","close_price","open_price","business_amount"]]
data_volume["color"] = data_volume.apply(lambda row: 1 if row["close_price"] >= row["open_price"] else 0, axis=1)        # 计算成交量柱状图对应的颜色，使之与K线颜色一致
data_volume.Date = ohlc.Date
# 绘制成交量
ax2 = fig.add_subplot(grid[8:10,0:12])  # 设置成交量图形尺寸
ax2.bar(data_volume.query("color==1")["Date"]
        , data_volume.query("color==1")["business_amount"]
        , color="r")                    # 绘制红色柱状图
ax2.bar(data_volume.query("color==0")["Date"]
        , data_volume.query("color==0")["business_amount"]
        , color="g")                    # 绘制绿色柱状图
plt.xticks(rotation=30) 
plt.xlabel("日 期",fontsize = 14)                               # 设置横轴标题
# 修改横轴日期标注
date_list = ohlc.index.tolist()           # 获取日期列表
xticks_len = round(len(date_list)/(len(ax2.get_xticks())-1))      # 获取默认横轴标注的间隔
xticks_num = range(0,len(date_list),xticks_len)                   # 生成横轴标注位置列表
xticks_str = list(map(lambda x:date_list[int(x)],xticks_num))     # 生成正在标注日期列表
ax2.set_xticks(xticks_num)                                        # 设置横轴标注位置
ax2.set_xticklabels(xticks_str)                                   # 设置横轴标注日期
plt.show()

至此一幅专业的K线图便绘制完毕了。

下篇文章，我们将在图中添加均线及常见技术指标走势图，敬请期待。