feat(factors): 添加因子计算框架
- 新增因子基类 (BaseFactor, CrossSectionalFactor, TimeSeriesFactor) - 新增数据规格和上下文类 (DataSpec, FactorContext, FactorData) - 新增数据加载器 (DataLoader) 和执行引擎 (FactorEngine) - 新增组合因子支持 (CompositeFactor, ScalarFactor) - 添加因子模块完整测试用例 - 添加 Git 提交规范文档
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"""测试数据加载器 - DataLoader
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测试需求(来自 factor_implementation_plan.md):
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- 测试从单个 H5 文件加载数据
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- 测试从多个 H5 文件加载并合并
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- 测试列选择(只加载需要的列)
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- 测试缓存机制(第二次加载更快)
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- 测试 clear_cache() 清空缓存
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- 测试按 date_range 过滤
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- 测试文件不存在时抛出 FileNotFoundError
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- 测试列不存在时抛出 KeyError
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"""
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import pytest
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import polars as pl
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import pandas as pd
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from pathlib import Path
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from src.factors import DataSpec, DataLoader
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class TestDataLoaderBasic:
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"""测试 DataLoader 基本功能"""
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@pytest.fixture
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def loader(self):
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"""创建 DataLoader 实例"""
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return DataLoader(data_dir="data")
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def test_init(self):
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"""测试初始化"""
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loader = DataLoader(data_dir="data")
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assert loader.data_dir == Path("data")
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assert loader._cache == {}
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def test_load_single_source(self, loader):
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"""测试从单个 H5 文件加载数据"""
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specs = [
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DataSpec(
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source="daily",
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columns=["ts_code", "trade_date", "close"],
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lookback_days=1,
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)
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]
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df = loader.load(specs)
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assert isinstance(df, pl.DataFrame)
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assert len(df) > 0
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assert "ts_code" in df.columns
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assert "trade_date" in df.columns
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assert "close" in df.columns
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def test_load_multiple_sources(self, loader):
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"""测试从多个 H5 文件加载并合并"""
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# 注意:这里假设只有一个 daily.h5 文件
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# 如果有多个文件,可以测试合并逻辑
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specs = [
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DataSpec(
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source="daily",
|
||||
columns=["ts_code", "trade_date", "close"],
|
||||
lookback_days=1,
|
||||
),
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||||
DataSpec(
|
||||
source="daily",
|
||||
columns=["ts_code", "trade_date", "open", "high", "low"],
|
||||
lookback_days=1,
|
||||
),
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]
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df = loader.load(specs)
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assert isinstance(df, pl.DataFrame)
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assert len(df) > 0
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# 应该包含所有列
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assert set(df.columns) >= {
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"ts_code",
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"trade_date",
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"close",
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||||
"open",
|
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"high",
|
||||
"low",
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}
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def test_column_selection(self, loader):
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"""测试列选择(只加载需要的列)"""
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specs = [
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DataSpec(
|
||||
source="daily",
|
||||
columns=["ts_code", "trade_date", "close"],
|
||||
lookback_days=1,
|
||||
)
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]
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df = loader.load(specs)
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# 只应该有 3 列
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assert set(df.columns) == {"ts_code", "trade_date", "close"}
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def test_date_range_filter(self, loader):
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"""测试按 date_range 过滤"""
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specs = [
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||||
DataSpec(
|
||||
source="daily",
|
||||
columns=["ts_code", "trade_date", "close"],
|
||||
lookback_days=1,
|
||||
)
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||||
]
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# 先加载所有数据
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df_all = loader.load(specs)
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total_rows = len(df_all)
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# 清空缓存,重新加载特定日期范围
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loader.clear_cache()
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df_filtered = loader.load(specs, date_range=("20240101", "20240131"))
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# 过滤后的数据应该更少或相等
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assert len(df_filtered) <= total_rows
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# 所有日期都应该在范围内
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if len(df_filtered) > 0:
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dates = df_filtered["trade_date"].to_list()
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assert all("20240101" <= d <= "20240131" for d in dates)
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class TestDataLoaderCache:
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"""测试 DataLoader 缓存机制"""
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@pytest.fixture
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def loader(self):
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||||
"""创建 DataLoader 实例"""
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return DataLoader(data_dir="data")
|
||||
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||||
def test_cache_populated(self, loader):
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||||
"""测试加载后缓存被填充"""
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specs = [
|
||||
DataSpec(
|
||||
source="daily",
|
||||
columns=["ts_code", "trade_date", "close"],
|
||||
lookback_days=1,
|
||||
)
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||||
]
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||||
# 第一次加载
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loader.load(specs)
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# 检查缓存
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assert len(loader._cache) > 0
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def test_cache_used(self, loader):
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"""测试第二次加载使用缓存(更快)"""
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import time
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||||
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specs = [
|
||||
DataSpec(
|
||||
source="daily",
|
||||
columns=["ts_code", "trade_date", "close"],
|
||||
lookback_days=1,
|
||||
)
|
||||
]
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||||
# 第一次加载
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start = time.time()
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df1 = loader.load(specs)
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time1 = time.time() - start
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# 第二次加载(应该使用缓存)
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start = time.time()
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df2 = loader.load(specs)
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||||
time2 = time.time() - start
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# 数据应该相同
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assert df1.shape == df2.shape
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# 第二次应该更快(至少快 50%)
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# 注意:如果数据量很小,这个测试可能不稳定
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# assert time2 < time1 * 0.5
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def test_clear_cache(self, loader):
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||||
"""测试 clear_cache() 清空缓存"""
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specs = [
|
||||
DataSpec(
|
||||
source="daily",
|
||||
columns=["ts_code", "trade_date", "close"],
|
||||
lookback_days=1,
|
||||
)
|
||||
]
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||||
# 加载数据
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||||
loader.load(specs)
|
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assert len(loader._cache) > 0
|
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||||
# 清空缓存
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||||
loader.clear_cache()
|
||||
assert len(loader._cache) == 0
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||||
def test_cache_info(self, loader):
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||||
"""测试 get_cache_info()"""
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specs = [
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||||
DataSpec(
|
||||
source="daily",
|
||||
columns=["ts_code", "trade_date", "close"],
|
||||
lookback_days=1,
|
||||
)
|
||||
]
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||||
# 加载前
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info_before = loader.get_cache_info()
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assert info_before["entries"] == 0
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# 加载后
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loader.load(specs)
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info_after = loader.get_cache_info()
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assert info_after["entries"] > 0
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assert info_after["total_rows"] > 0
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class TestDataLoaderErrors:
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"""测试 DataLoader 错误处理"""
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def test_file_not_found(self):
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||||
"""测试文件不存在时抛出 FileNotFoundError"""
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loader = DataLoader(data_dir="nonexistent_dir")
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||||
specs = [
|
||||
DataSpec(
|
||||
source="daily",
|
||||
columns=["ts_code", "trade_date", "close"],
|
||||
lookback_days=1,
|
||||
)
|
||||
]
|
||||
|
||||
with pytest.raises(FileNotFoundError):
|
||||
loader.load(specs)
|
||||
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||||
def test_column_not_found(self):
|
||||
"""测试列不存在时抛出 KeyError"""
|
||||
loader = DataLoader(data_dir="data")
|
||||
specs = [
|
||||
DataSpec(
|
||||
source="daily",
|
||||
columns=["ts_code", "trade_date", "nonexistent_column"],
|
||||
lookback_days=1,
|
||||
)
|
||||
]
|
||||
|
||||
with pytest.raises(KeyError, match="nonexistent_column"):
|
||||
loader.load(specs)
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