[財經程式設計] 在電腦中處理財經資料

前言

本文將介紹如何使用電腦程式處理財經資料（financial data）。

當程式執行時，財經資料會以特定的資料型態（data type）存在於記憶體中；程式結束後，這些資料會隨之消失。若需持久保存，通常會將資料儲存在檔案（file）中，並採用特定的檔案格式（file format），以便日後再次讀取與處理。

在電腦中呈現財經資料

整數（Integer）

某些財經數據，如交易量（volume），通常以整數表示。整數在電腦中有不同的寬度限制，常見的型態如下：

• short：16 位元
• int：32 位元
• long：32 位元（在部分語言中可能為 64 位元）
• long long：64 位元

部分語言如 Python 與 Groovy 原生支援大數（big number）運算，因此不需擔心整數位數溢位的問題。

浮點數（Floating-Point Number）

價格（price）通常以浮點數表示。例如，2020 年初時 0050 的收盤價約為 97.30，在電腦中會儲存為 97.3。

依精確度不同，常見的浮點數型態如下：

• float：約 7 位數精確度
• double：約 15 位數精確度
• long double：約 24 位數精確度

一般建議使用 double 型態。現代電腦運算資源充足，無需過度節省記憶體空間。本文探討的主題是資料估算而非金融機構級系統，因此不需過度考慮小數點精度問題。

日期或時間物件（Date or Time Object）

日期與時間屬於特殊的資料型態，自行實作容易出錯。大多數高階語言皆提供標準函式庫來簡化處理流程。

舉例來說：

• Python 使用 datetime 模組
• Java 與 Groovy 使用 java.util.Date 類別

在分析具有時序性的交易資料時，處理時間物件是不可避免的步驟。

表格物件（Table Object）

一連串交易紀錄常以表格形式儲存。除了 R 等統計語言，絕大多數程式語言並未內建表格資料型態，因此需要額外函式庫輔助。

• Python 常使用 pandas
• Java 可搭配 tablesaw

由於篇幅有限，本文不詳述各函式庫的使用方式。

繪圖板（Canvas）

繪圖板是一種可放置圖形元件並與其互動的容器，常見於 GUI 函式庫或 HTML5 環境中。

在財經應用上，繪圖板可用來製作互動式圖表。不過撰寫互動繪圖程式較費工，若互動性需求不高，輸出靜態圖檔反而簡單許多。

常見的財經資料檔案格式

CSV

CSV 是純文字的表格格式，可儲存字串、數字等純量數據，但不支援公式與圖表。

由於使用程式處理 CSV 比處理試算表更簡單，若資料無需使用試算表專有功能，建議以 CSV 儲存。

JSON

JSON 是輕量級、跨平台的文字檔案格式，幾乎所有主流程式語言都提供相關處理函式庫。

許多 Web API 使用 JSON 回傳資料。然而，JSON 並不適合儲存結構化表格資料，實務上常將 JSON 資料轉換為其他格式後再分析。

XML

XML 是通用資料格式，與 HTML 類似，使用標籤（tag）組織資料。但與呈現為目的的 HTML 不同，XML 用於儲存資料與其元資料（metadata），並設計給電腦讀取，不適合人工檢閱。

在 JSON 普及前，XML 是 Web API 常用的傳輸格式，部分應用仍在使用。

試算表（Spreadsheet）

試算表以儲存格（cell）為單位，能儲存文字、數字、公式等資料，常用於財經資料記錄。

由於其設計著重於互動與動態更新，程式處理試算表會比處理純文字表格（如 CSV）複雜。若不需公式或圖表功能，建議先將試算表轉為 CSV，再進行處理。

圖檔（Image）

在財經程式設計中，圖檔主要用於資料視覺化輸出。圖檔分為：

• 點陣圖（raster graphics）
• 向量圖（vector graphics）

一般建議使用 PNG 格式，因其具備無損壓縮與適中檔案大小的特性。需注意的是，圖檔一旦生成，即失去原始數據，因此應同時保留原始資料。