#!/usr/bin/python
#?-*-?coding:?utf-8?-*-

#?cadf.py

import?datetime
import?numpy?as?np
import?matplotlib.pyplot?as?plt
import?matplotlib.dates?as?mdates
import?pandas?as?pd
import?pandas.io.data?as?web
import?pprint
import?statsmodels.tsa.stattools?as?ts

from?pandas.stats.api?import?ols


def?plot_price_series（df?ts1?ts2）:
????months?=?mdates.MonthLocator（）??#?every?month
????fig?ax?=?plt.subplots（）
????ax.plot（df.index?df[ts1]?label=ts1）
????ax.plot（df.index?df[ts2]?label=ts2）
????ax.xaxis.set_major_locator（months）
????ax.xaxis.set_major_formatter（mdates.DateFormatter（‘%b?%Y‘））
????ax.set_xlim（datetime.datetime（2012?1?1）?datetime.datetime（2013?1?1））
????ax.grid（True）
????fig.autofmt_xdate（）

????plt.xlabel（‘Month/Year‘）
????plt.ylabel（‘Price?（$）‘）
????plt.title（‘%s?and?%s?Daily?Prices‘?%?（ts1?ts2））
????plt.legend（）
????plt.show（）

def?plot_scatter_series（df?ts1?ts2）:
????plt.xlabel（‘%s?Price?（$）‘?%?ts1）
????plt.ylabel（‘%s?Price?（$）‘?%?ts2）
????plt.title（‘%s?and?%s?Price?Scatterplot‘?%?（ts1?ts2））
????plt.scatter（df[ts1]?df[ts2]）
????plt.show（）

def?plot_residuals（df）:
????months?=?mdates.MonthLocator（）??#?every?month
????fig?ax?=?plt.subplots（）
????ax.plot（df.index?df[“res“]?label=“Residuals“）
????ax.xaxis.set_major_locator（months）
????ax.xaxis.set_major_formatter（mdates.DateFormatter（‘%b?%Y‘））
????ax.set_xlim（datetime.datetime（2012?1?1）?datetime.datetime（2013?1?1））
????ax.grid（True）
????fig.autofmt_xdate（）

????plt.xlabel（‘Month/Year‘）
????plt.ylabel（‘Price?（$）‘）
????plt.title（‘Residual?Plot‘）
????plt.legend（）

????plt.plot（df[“res“]）
????plt.show（）

if?__name__?==?“__main__“:
????start?=?datetime.datetime（2012?1?1）
????end?=?datetime.datetime（2013?1?1）

????arex?=?web.DataReader（“AREX“?“yahoo“?start?end）
????wll?=?web.DataReader（“WLL“?“yahoo“?start?end）

????df?=?pd.Dataframe（index=arex.index）
????df[“AREX“]?=?arex[“Adj?Close“]
????df[“WLL“]?=?wll[“Adj?Close“]

????#?Plot?the?two?time?series
????plot_price_series（df?“AREX“?“WLL“）

????#?Display?a?scatter?plot?of?the?two?time?series
????plot_scatter_series（df?“AREX“?“WLL“）

????#?Calculate?optimal?hedge?ratio?“beta“
????res?=?ols（y=df[‘WLL‘]?x=df[“AREX“]）
????beta_hr?=?res.beta.x

????#?Calculate?the?residuals?of?the?linear?combination
????df[“res“]?=?df[“WLL“]?-?beta_hr*df[“AREX“]

????#?Plot?the?residuals
????plot_residuals（df）

????#?Calculate?and?output?the?CADF?test?on?the?residuals
????cadf?=?ts.adfuller（df[“res“]）
????pprint.pprint（cadf）