python可视化小程序-实际利率与黄金价格走势图

Posted 2021-12-04 托马斯拉丁

目录

一、黄金价格与美元实际利率

二、最终结果

三、代码

1.import

2.代码

2.1 Tkinter 经典写法

2.2 creatWidget()函数与控件事件绑定

2.3 generateImage()函数：pands+matplotlib

四、完整代码

一、黄金价格与美元实际利率

        在《黄金价格与实际利率的关系》的文章中，作者指出，“实际利率是唯一与黄金价格相关的指标”，但并不是直线相关。只有实际利率转为负的时候，黄金价格才会大幅上涨。

        而实际利率、名义利率与通货膨胀率有该关系：实际利率=名义利率-通货膨胀率

        通货膨胀率使用美国十年年平准通胀率10-Year Breakeven Inflation Rate (T10YIE)：10-Year Breakeven Inflation Rate | FRED | St. Louis Fed

        名义利率使用美国十年期国债收益率 Market Yield on U.S. Treasury Securities at 10-Year Constant Maturity (DGS10)：https://fred.stlouisfed.org/series/DGS10

        黄金价格使用MT4软件的XAUUSD日线数据

        所需文件已上传至博客资源中（正在审核）：https://download.csdn.net/download/zsllsz2022/35932952

二、最终结果

         选择DGS10、T10YIE、Xau文件后，并设置保存位置，然后点击生成图片，会在左侧显示示意图，并在指定文件夹内生成PNG格式的图片。

三、代码

1.import

from tkinter import *
from tkinter import messagebox
from tkinter.filedialog import *

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import pandas as pd

import matplotlib.ticker as ticker
import mpl_toolkits.axisartist as AA
from mpl_toolkits.axisartist.axislines import SubplotZero
import pylab

pylab.mpl.rcParams['font.sans-serif'] = ['SimHei'] #显示中文
plt.rcParams['axes.unicode_minus']=False  #用于解决不能显示负号的问题

2.代码

2.1 Tkinter 经典写法

from tkinter import *
from tkinter import messagebox
from tkinter.filedialog import *

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import pandas as pd

import matplotlib.ticker as ticker
import mpl_toolkits.axisartist as AA
from mpl_toolkits.axisartist.axislines import SubplotZero
import pylab

pylab.mpl.rcParams['font.sans-serif'] = ['SimHei'] #显示中文
plt.rcParams['axes.unicode_minus']=False  #用于解决不能显示负号的问题

class Application(Frame):
    def __init__(self,master=None):
        super().__init__(master)
        self.master = master
        self.pack() #使用pack布局管理器
        self.config(width=1100, height=500) #加入控件后修改此参数即可知道含义

        self.creatWidget()
        
        #用于控制按钮使用顺序，若某个Flag为0，表示该Button操作未完成
        self.selectFileDGS10Flag = 0
        self.selectFileT10YIEFlag = 0
        self.selectFileXauFlag = 0
        self.SavePathFlag = 0
    def creatWidget(self):
        pass
    
if __name__ == '__main__':
    root = Tk()
    root.title("实际利率与黄金价格走势图") #窗口名称
    root.geometry("1100x500+200+50") #主窗口位置与大小/此处含义为宽度1100，高度500，+200表示距左边屏幕距离，+50表示距离上边屏幕距离
    root.resizable(0,0) #不可伸缩大小，个人习惯使用固定窗口大小，然后使用pack布局设置好绝对位置
    app = Application(master=root)
    root.mainloop()  #进入事件循环
        

2.2 creatWidget()函数与控件事件绑定

    def creatWidget(self):
        #text,command,bg参数与place方法里的x,y参数，见效果图即可
        #或者手动修改后查看异同
        
        #控件-图片示意图
        self.imageShow = Text(self,width=130,height=35)
        self.imageShow.place(x=15,y=25)

        #控件-上传文件按钮
        btnSelectFileDGS10 = Button(self,text="选择DGS10文件",command=self.selectFileDGS10,bg="blue") 
        btnSelectFileDGS10.place(x=950,y=30)
        btnSelectFileT10YIE = Button(self, text="选择T10YIE文件", command=self.selectFileT10YIE, bg="blue")
        btnSelectFileT10YIE.place(x=950, y=80)
        btnSelectFileXau = Button(self, text="选择Xau文件", command=self.selectFileXau, bg="blue")
        btnSelectFileXau.place(x=959, y=130)

        #控件-设置存储位置按钮
        btnSavePath = Button(self, text="设置保存位置", command=self.SavePath, bg="green")
        btnSavePath.place(x=959, y=180)

        #控件-生成图片按钮
        btn = Button(self,text="生成图片", command=self.generateImage, bg="green")
        btn.place(x=969, y=230)
    
    def generateImage(self):
        #若未完成上传文件，则弹出Error窗口
        #此处只有当三个Flag均为1时，才可以继续往下执行
        if(self.selectFileDGS10Flag == 0 or self.selectFileT10YIEFlag == 0  or self.selectFileXauFlag == 0):
            messagebox.showinfo("Error","请先上传文件")     
            return
        
        #若未设置图片存储路径，则弹出Error窗口
        if(self.SavePathFlag == 0):
            messagebox.showinfo("Error","请先设置保存路径")     
            return
        
        #其余功能见下文
        pass
    
    #使用askopenfilename获取文件绝对路径
    #使用askdirectory获取文件夹绝对路径
    #当成功完成读取操作后将Flag设置为1
    
    def selectFileDGS10(self):
        self.pathDGS10 = askopenfilename(title="上传文件")
        if len(self.pathDGS10) != 0:
            self.selectFileDGS10Flag = 1
            
    def selectFileT10YIE(self):
        self.pathT10YIE = askopenfilename(title="上传文件")
        if len(self.pathT10YIE) != 0:
            self.selectFileT10YIEFlag = 1
            
    def selectFileXau(self):
        self.pathXau = askopenfilename(title="上传文件")
        if len(self.pathXau) != 0:
            self.selectFileXauFlag = 1

    def SavePath(self):
        self.SavePath = askdirectory(title="设置存储位置")
        if len(self.SavePath) != 0:
            self.SavePathFlag = 1

2.3 generateImage()函数：pands+matplotlib

    def generateImage(self):
        #若未完成上传文件，则弹出Error窗口
        #此处只有当三个Flag均为1时，才可以继续往下执行
        if(self.selectFileDGS10Flag == 0 or self.selectFileT10YIEFlag == 0  or self.selectFileXauFlag == 0):
            messagebox.showinfo("Error","请先上传文件")     
            return
        
        #若未设置图片存储路径，则弹出Error窗口
        if(self.SavePathFlag == 0):
            messagebox.showinfo("Error","请先设置保存路径")     
            return
        
        #pd.read_csv读取文件，文件路径即为askdirectory函数读取结果
        #数据从2019年7月19日开始切片，前提使用parse_dates=True将时间解析为时间对象
        #na_values将特定字符串识别成Nan
        #index_col设置df索引
        self.dfDGS10 = pd.read_csv(self.pathDGS10, index_col="DATE", parse_dates=True, na_values=["."])["2019-7-19":]
        self.dfT10YIE = pd.read_csv(self.pathT10YIE, index_col="DATE", parse_dates=True, na_values=["."])["2019-7-19":]
        self.srAu = pd.read_csv(self.pathXau, header=None, names=["DATE", "open", "high", "low", "close", "v"],
                           parse_dates=True)["close"]["2019-7-19":]
        
        #重新构造一个DataFrame
        #realRate为真实利率，即名义利率-通货膨胀率
        self.realRate = pd.DataFrame({"realRate": (self.dfDGS10["DGS10"] - self.dfT10YIE["T10YIE"]), "DGS10": self.dfDGS10["DGS10"],
                                 "T10YIE": self.dfT10YIE["T10YIE"], "au": self.srAu})
        #dropna-how：筛选方式-‘any’，表示该行/列只要有一个以上的空值，就删除该行/列；‘all’，表示该行/列全部都为空值，就删除该行/列。
        realRate = self.realRate.dropna(how="any")
        
        fig, ax = plt.subplots(figsize=(100, 50))
        plt.title("实际利率与黄金价格走势图", fontsize=140)
        
        #设置右边的坐标轴
        ax2 = ax.twinx()
        ax2.tick_params(labelsize=100) #设置刻度大小
        ax2.yaxis.set_major_locator(ticker.MultipleLocator(50))#设置黄金价格刻度间隔
        ax2.set_ylabel("黄金价格/＄",size=120)#设置label名称与大小
        
        #设置坐标轴
        ax.tick_params(labelsize=100)
        ax.xaxis.set_major_locator(ticker.MultipleLocator(100))
        ax.set_ylabel("利率/%",size=120)
        
        #画图-各参数具体含义参照效果图即可
        ax.plot(realRate.index, realRate["DGS10"], "-.g", label="美国十年期国债收益率/%", linewidth=10)
        ax.plot(realRate.index, realRate["T10YIE"], "-.b", label="10-Year Breakeven Inflation Rate/%", linewidth=10)
        ax.plot(realRate.index, realRate["realRate"], "-.r", label="实际利率/%", linewidth=20)
        
        #使用ax的label代替ax2的label，或可将ax2的legend加入到ax的legend中
        ax.plot([], [], "-.y", label="黄金价格/$", linewidth=20)
        ax2.plot(realRate.index, realRate["au"], "-.y", label="黄金价格", linewidth=20)
        
        #legeng大小与位置，upper left即为左上角
        ax.legend(fontsize=100,loc="upper left")
        #栅格grid
        ax.grid(linestyle=":", color="b", linewidth=5)
        
        self.imagePathPng = self.SavePath + "/result.png"
        plt.savefig(self.imagePathPng,dpi=10,bbox_inches='tight')
        
        #将保存到指定路径的图片重新读取并插入到Text控件中
        self.photo = PhotoImage(file=self.imagePathPng)
        self.imageShow.image_create(1.0,image=self.photo)

四、完整代码

from tkinter import *
from tkinter import messagebox
from tkinter.filedialog import *

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import pandas as pd

import matplotlib.ticker as ticker
import mpl_toolkits.axisartist as AA
from mpl_toolkits.axisartist.axislines import SubplotZero
import pylab

pylab.mpl.rcParams['font.sans-serif'] = ['SimHei'] #显示中文
plt.rcParams['axes.unicode_minus']=False  #用于解决不能显示负号的问题

class Application(Frame):
    def __init__(self,master=None):
        super().__init__(master)
        self.master = master
        self.pack() #使用pack布局管理器
        self.config(width=1100, height=500) #加入控件后修改此参数即可知道含义

        self.creatWidget()
        
        #用于控制按钮使用顺序，若某个Flag为0，表示该Button操作未完成
        self.selectFileDGS10Flag = 0
        self.selectFileT10YIEFlag = 0
        self.selectFileXauFlag = 0
        self.SavePathFlag = 0
        
    def creatWidget(self):
        #text,command,bg参数与place方法里的x,y参数，见效果图即可
        #或者手动修改后查看异同
        
        #控件-图片示意图
        self.imageShow = Text(self,width=130,height=35)
        self.imageShow.place(x=15,y=25)

        #控件-上传文件按钮
        btnSelectFileDGS10 = Button(self,text="选择DGS10文件",command=self.selectFileDGS10,bg="blue") 
        btnSelectFileDGS10.place(x=950,y=30)
        btnSelectFileT10YIE = Button(self, text="选择T10YIE文件", command=self.selectFileT10YIE, bg="blue")
        btnSelectFileT10YIE.place(x=950, y=80)
        btnSelectFileXau = Button(self, text="选择Xau文件", command=self.selectFileXau, bg="blue")
        btnSelectFileXau.place(x=959, y=130)

        #控件-设置存储位置按钮
        btnSavePath = Button(self, text="设置保存位置", command=self.SavePath, bg="green")
        btnSavePath.place(x=959, y=180)

        #控件-生成图片按钮
        btn = Button(self,text="生成图片", command=self.generateImage, bg="green")
        btn.place(x=969, y=230)
    
    def generateImage(self):
        #若未完成上传文件，则弹出Error窗口
        #此处只有当三个Flag均为1时，才可以继续往下执行
        if(self.selectFileDGS10Flag == 0 or self.selectFileT10YIEFlag == 0  or self.selectFileXauFlag == 0):
            messagebox.showinfo("Error","请先上传文件")     
            return
        
        #若未设置图片存储路径，则弹出Error窗口
        if(self.SavePathFlag == 0):
            messagebox.showinfo("Error","请先设置保存路径")     
            return
        
        #pd.read_csv读取文件，文件路径即为askdirectory函数读取结果
        #数据从2019年7月19日开始切片，前提使用parse_dates=True将时间解析为时间对象
        #na_values将特定字符串识别成Nan
        #index_col设置df索引
        self.dfDGS10 = pd.read_csv(self.pathDGS10, index_col="DATE", parse_dates=True, na_values=["."])["2019-7-19":]
        self.dfT10YIE = pd.read_csv(self.pathT10YIE, index_col="DATE", parse_dates=True, na_values=["."])["2019-7-19":]
        self.srAu = pd.read_csv(self.pathXau, header=None, names=["DATE", "open", "high", "low", "close", "v"],
                           parse_dates=True)["close"]["2019-7-19":]
        
        #重新构造一个DataFrame
        #realRate为真实利率，即名义利率-通货膨胀率
        self.realRate = pd.DataFrame({"realRate": (self.dfDGS10["DGS10"] - self.dfT10YIE["T10YIE"]), "DGS10": self.dfDGS10["DGS10"],
                                 "T10YIE": self.dfT10YIE["T10YIE"], "au": self.srAu})
        #dropna-how：筛选方式-‘any’，表示该行/列只要有一个以上的空值，就删除该行/列；‘all’，表示该行/列全部都为空值，就删除该行/列。
        realRate = self.realRate.dropna(how="any")
        

        fig, ax = plt.subplots(figsize=(100, 50))
        plt.title("实际利率与黄金价格走势图", fontsize=140)
        
        #设置右边的坐标轴
        ax2 = ax.twinx()
        ax2.tick_params(labelsize=100) #设置刻度大小
        ax2.yaxis.set_major_locator(ticker.MultipleLocator(50))#设置黄金价格刻度间隔
        ax2.set_ylabel("黄金价格/＄",size=120)#设置label名称与大小
        
        #设置坐标轴
        ax.tick_params(labelsize=100)
        ax.xaxis.set_major_locator(ticker.MultipleLocator(100))
        ax.set_ylabel("利率/%",size=120)
        
        #画图-各参数具体含义参照效果图即可
        ax.plot(realRate.index, realRate["DGS10"], "-.g", label="美国十年期国债收益率/%", linewidth=10)
        ax.plot(realRate.index, realRate["T10YIE"], "-.b", label="10-Year Breakeven Inflation Rate/%", linewidth=10)
        ax.plot(realRate.index, realRate["realRate"], "-.r", label="实际利率/%", linewidth=20)
        
        #使用ax的label代替ax2的label，或可将ax2的legend加入到ax的legend中
        ax.plot([], [], "-.y", label="黄金价格/$", linewidth=20)
        ax2.plot(realRate.index, realRate["au"], "-.y", label="黄金价格", linewidth=20)
        
        #legeng大小与位置，upper left即为左上角
        ax.legend(fontsize=100,loc="upper left")
        #栅格grid
        ax.grid(linestyle=":", color="b", linewidth=5)
        
        self.imagePathPng = self.SavePath + "/result.png"
        plt.savefig(self.imagePathPng,dpi=10,bbox_inches='tight')
        
        #将保存到指定路径的图片重新读取并插入到Text控件中
        self.photo = PhotoImage(file=self.imagePathPng)
        self.imageShow.image_create(1.0,image=self.photo)
    
    #使用askopenfilename获取文件绝对路径
    #使用askdirectory获取文件夹绝对路径
    #当成功完成读取操作后将Flag设置为1
    def selectFileDGS10(self):
        self.pathDGS10 = askopenfilename(title="上传文件")
        if len(self.pathDGS10) != 0:
            self.selectFileDGS10Flag = 1
            
    def selectFileT10YIE(self):
        self.pathT10YIE = askopenfilename(title="上传文件")
        if len(self.pathT10YIE) != 0:
            self.selectFileT10YIEFlag = 1
            
    def selectFileXau(self):
        self.pathXau = askopenfilename(title="上传文件")
        if len(self.pathXau) != 0:
            self.selectFileXauFlag = 1

    def SavePath(self):
        self.SavePath = askdirectory(title="设置存储位置")
        if len(self.SavePath) != 0:
            self.SavePathFlag = 1
            
            
if __name__ == '__main__':
    root = Tk()
    root.title("实际利率与黄金价格走势图") #窗口名称
    root.geometry("1100x500+200+50") #主窗口位置与大小/此处含义为宽度1100，高度500，+200表示距左边屏幕距离，+50表示距离上边屏幕距离
    root.resizable(0,0) #不可伸缩大小，个人习惯使用固定窗口大小，然后使用pack布局设置好绝对位置
    app = Application(master=root)
    root.mainloop()  #进入事件循环