4. 市场深度指标计算与可视化

任务目标

基于订单簿的限价单数据，计算各价位上的累计挂单量（市场深度），并绘制深度曲线图，直观展示买盘与卖盘在不同价格水平上的流动性分布。

数据与依赖

本案例使用Python标准库collections中的defaultdict进行数据聚合，使用matplotlib绘制深度图。输入数据为模拟的订单簿快照（含价格与数量），格式与真实交易所API返回的bids/asks数组一致。

核心实现

import matplotlib.pyplot as plt
from collections import defaultdict

# 模拟订单簿快照: [价格, 数量]
order_book = {
    'bids': [
        [99.5, 200], [99.4, 150], [99.3, 300],
        [99.2, 100], [99.1, 250], [99.0, 180]
    ],
    'asks': [
        [100.5, 120], [100.6, 220], [100.7, 160],
        [100.8, 90],  [100.9, 310], [101.0, 140]
    ]
}

def compute_depth(orders):
    """按价格聚合挂单量，返回按价格升序排列的(价格, 累计量)列表"""
    depth = defaultdict(float)
    for price, qty in orders:
        depth[price] += qty
    return sorted(depth.items())

def cumulative_depth(sorted_orders):
    """将逐档深度转换为累计深度（从最优价向外累加）"""
    result = []
    cum = 0.0
    for price, qty in sorted_orders:
        cum += qty
        result.append((price, cum))
    return result

# 计算逐档深度与累计深度
bid_depth = compute_depth(order_book['bids'])
ask_depth = compute_depth(order_book['asks'])

bid_cum = cumulative_depth(bid_depth)   # 买盘从最高买价向下累计
ask_cum = cumulative_depth(ask_depth)   # 卖盘从最低卖价向上累计

# 绘制市场深度图
bid_prices = [p for p, _ in bid_cum]
bid_volumes = [v for _, v in bid_cum]
ask_prices = [p for p, _ in ask_cum]
ask_volumes = [v for _, v in ask_cum]

plt.figure(figsize=(10, 6))
plt.step(bid_prices, bid_volumes, where='post', label='Bid Depth', color='#2E86AB', linewidth=2)
plt.step(ask_prices, ask_volumes, where='post', label='Ask Depth', color='#A23B72', linewidth=2)
plt.xlabel('Price')
plt.ylabel('Cumulative Volume')
plt.title('Market Depth Chart')
plt.legend()
plt.grid(alpha=0.3)
plt.tight_layout()
plt.show()

# 控制台输出逐档深度（验证用）
print("=== Bid Depth (price: volume) ===")
for p, v in bid_depth:
    print(f"{p}: {v}")
print("=== Ask Depth (price: volume) ===")
for p, v in ask_depth:
    print(f"{p}: {v}")

运行与验证

运行方式：将代码保存为market_depth.py，在已安装matplotlib的环境中执行python market_depth.py。

预期输出：控制台打印逐档深度，例如买一档99.5: 200.0，卖一档100.5: 120.0；同时弹出深度曲线窗口，其中蓝色阶梯线（买盘）从最高买价向左下延伸，粉色阶梯线（卖盘）从最低卖价向右上延伸，两线在买卖价差处形成“凹”形深度剖面。

通过条件：若图中买盘累计量随价格下降单调不减、卖盘累计量随价格上升单调不减，且各价位累计值与订单簿数据一致，则实现正确。