# Thư viện cần cài đặt
import numpy as np
import pandas as pd
import matplotlib.pyplot as plt
import seaborn as sns
import yfinance as yf
import scipy.optimize as sco
from scipy import stats
import cvxpy as cp
import warnings

# Thiết lập hiển thị
warnings.filterwarnings('ignore')
plt.style.use('fivethirtyeight')
np.random.seed(777)

def get_stock_data(tickers, start_date, end_date, interval='1d'):
    """
    Thu thập dữ liệu cổ phiếu từ Yahoo Finance
    
    Tham số:
    tickers (list): Danh sách mã cổ phiếu
    start_date (str): Ngày bắt đầu (YYYY-MM-DD)
    end_date (str): Ngày kết thúc (YYYY-MM-DD)
    interval (str): Khoảng thời gian ('1d', '1wk', '1mo')
    
    Trả về:
    pd.DataFrame: DataFrame chứa giá đóng cửa đã điều chỉnh của các cổ phiếu
    """
    data = yf.download(tickers, start=start_date, end=end_date, interval=interval)['Adj Close']
    
    # Xử lý trường hợp chỉ có một mã cổ phiếu
    if isinstance(data, pd.Series):
        data = pd.DataFrame(data)
        data.columns = [tickers]
    
    # Kiểm tra và xử lý dữ liệu thiếu
    if data.isnull().sum().sum() > 0:
        print(f"Có {data.isnull().sum().sum()} giá trị thiếu. Tiến hành điền giá trị thiếu...")
        data = data.fillna(method='ffill').fillna(method='bfill')
    
    return data

# Danh sách các mã cổ phiếu mẫu (đổi thành các mã trên HOSE nếu cần)
tickers = ['AAPL', 'MSFT', 'GOOG', 'AMZN', 'META', 'TSLA', 'NVDA', 'JPM', 'V', 'PG']

# Khoảng thời gian
start_date = '2018-01-01'
end_date = '2023-01-01'

# Thu thập dữ liệu
prices = get_stock_data(tickers, start_date, end_date)
print(prices.head())

# Vẽ biểu đồ giá cổ phiếu (chuẩn hóa)
normalized_prices = prices / prices.iloc[0] * 100
plt.figure(figsize=(12, 8))
normalized_prices.plot()
plt.title('Diễn biến giá cổ phiếu (chuẩn hóa)')
plt.xlabel('Ngày')
plt.ylabel('Giá chuẩn hóa (100 = giá ban đầu)')
plt.legend(bbox_to_anchor=(1.05, 1), loc='upper left')
plt.tight_layout()

def calculate_returns(prices, period='daily'):
    """
    Tính lợi nhuận của cổ phiếu
    
    Tham số:
    prices (pd.DataFrame): DataFrame chứa giá cổ phiếu
    period (str): Kỳ hạn lợi nhuận ('daily', 'weekly', 'monthly', 'annual')
    
    Trả về:
    pd.DataFrame: DataFrame chứa lợi nhuận
    """
    if period == 'daily':
        returns = prices.pct_change().dropna()
    elif period == 'weekly':
        returns = prices.resample('W').last().pct_change().dropna()
    elif period == 'monthly':
        returns = prices.resample('M').last().pct_change().dropna()
    elif period == 'annual':
        returns = prices.resample('Y').last().pct_change().dropna()
    else:
        raise ValueError("Kỳ hạn không hợp lệ. Sử dụng 'daily', 'weekly', 'monthly', hoặc 'annual'")
    
    return returns

# Tính lợi nhuận hàng ngày
daily_returns = calculate_returns(prices)

# Thống kê mô tả
desc_stats = daily_returns.describe().T
desc_stats['annualized_return'] = daily_returns.mean() * 252
desc_stats['annualized_vol'] = daily_returns.std() * np.sqrt(252)
desc_stats['sharpe_ratio'] = desc_stats['annualized_return'] / desc_stats['annualized_vol']

print(desc_stats[['mean', 'std', 'annualized_return', 'annualized_vol', 'sharpe_ratio']])

def plot_returns_distribution(returns):
    """
    Vẽ biểu đồ phân phối lợi nhuận
    
    Tham số:
    returns (pd.DataFrame): DataFrame chứa lợi nhuận
    """
    plt.figure(figsize=(15, 10))
    
    for i, ticker in enumerate(returns.columns):
        plt.subplot(3, 4, i+1)
        
        # Histogram
        sns.histplot(returns[ticker], kde=True, stat="density", linewidth=0)
        
        # Normal distribution curve
        xmin, xmax = plt.xlim()
        x = np.linspace(xmin, xmax, 100)
        p = stats.norm.pdf(x, returns[ticker].mean(), returns[ticker].std())
        plt.plot(x, p, 'k', linewidth=2)
        
        plt.title(f'Phân phối lợi nhuận {ticker}')
        plt.xlabel('Lợi nhuận hàng ngày')
        plt.ylabel('Mật độ')
    
    plt.tight_layout()

def calculate_risk_metrics(returns, risk_free_rate=0.0):
    """
    Tính toán các thước đo rủi ro cho từng cổ phiếu
    
    Tham số:
    returns (pd.DataFrame): DataFrame chứa lợi nhuận
    risk_free_rate (float): Lãi suất phi rủi ro (annualized)
    
    Trả về:
    pd.DataFrame: DataFrame chứa các thước đo rủi ro
    """
    # Chuyển đổi lãi suất phi rủi ro sang tỷ lệ hàng ngày
    daily_rf = (1 + risk_free_rate) ** (1/252) - 1
    
    # DataFrame để lưu kết quả
    metrics = pd.DataFrame(index=returns.columns)
    
    # Độ biến động (Volatility) hàng năm
    metrics['volatility'] = returns.std() * np.sqrt(252)
    
    # Tỷ lệ Sharpe
    excess_returns = returns.sub(daily_rf, axis=0)
    metrics['sharpe_ratio'] = (excess_returns.mean() * 252) / metrics['volatility']
    
    # Maximum Drawdown
    cumulative_returns = (1 + returns).cumprod()
    rolling_max = cumulative_returns.cummax()
    drawdown = (cumulative_returns - rolling_max) / rolling_max
    metrics['max_drawdown'] = drawdown.min()
    
    # Value at Risk (VaR) 95%
    metrics['var_95'] = returns.quantile(0.05)
    
    # Conditional Value at Risk (CVaR) 95%
    metrics['cvar_95'] = returns[returns < returns.quantile(0.05)].mean()
    
    # Tỷ lệ Sortino
    negative_returns = returns.copy()
    negative_returns[negative_returns > 0] = 0
    downside_deviation = negative_returns.std() * np.sqrt(252)
    metrics['sortino_ratio'] = (excess_returns.mean() * 252) / downside_deviation
    
    # Beta (so với chỉ số S&P 500)
    sp500 = yf.download('^GSPC', start=returns.index[0], end=returns.index[-1], interval='1d')['Adj Close']
    sp500_returns = sp500.pct_change().dropna()
    
    # Chỉ lấy những ngày trùng khớp
    common_index = returns.index.intersection(sp500_returns.index)
    returns_aligned = returns.loc[common_index]
    sp500_returns_aligned = sp500_returns.loc[common_index]
    
    # Tính beta
    for ticker in returns.columns:
        covariance = np.cov(returns_aligned[ticker], sp500_returns_aligned)[0, 1]
        variance = np.var(sp500_returns_aligned)
        metrics.loc[ticker, 'beta'] = covariance / variance
    
    return metrics

def plot_risk_return(returns, risk_metrics, period=252):
    """
    Vẽ biểu đồ rủi ro-lợi nhuận
    
    Tham số:
    returns (pd.DataFrame): DataFrame chứa lợi nhuận
    risk_metrics (pd.DataFrame): DataFrame chứa các thước đo rủi ro
    period (int): Số ngày trong một năm để annualize lợi nhuận
    """
    plt.figure(figsize=(12, 8))
    
    # Tính lợi nhuận trung bình hàng năm
    annual_returns = returns.mean() * period
    
    # Biểu đồ scatter
    plt.scatter(risk_metrics['volatility'], annual_returns, s=200, alpha=0.6)
    
    # Thêm nhãn
    for i, ticker in enumerate(returns.columns):
        plt.annotate(ticker, 
                     (risk_metrics['volatility'][i], annual_returns[i]),
                     xytext=(10, 5),
                     textcoords='offset points',
                     fontsize=12)
    
    # Thêm title và label
    plt.title('Biểu đồ Rủi ro - Lợi nhuận', fontsize=16)
    plt.xlabel('Rủi ro (Độ biến động hàng năm)', fontsize=14)
    plt.ylabel('Lợi nhuận kỳ vọng hàng năm', fontsize=14)
    
    # Thêm đường Linear Regression
    z = np.polyfit(risk_metrics['volatility'], annual_returns, 1)
    p = np.poly1d(z)
    plt.plot(risk_metrics['volatility'], p(risk_metrics['volatility']), "r--", linewidth=2)
    
    plt.tight_layout()

def plot_drawdown(returns):
    """
    Vẽ biểu đồ drawdown cho từng cổ phiếu
    
    Tham số:
    returns (pd.DataFrame): DataFrame chứa lợi nhuận
    """
    plt.figure(figsize=(12, 8))
    
    for ticker in returns.columns:
        # Tính cumulative returns
        cumulative_returns = (1 + returns[ticker]).cumprod()
        
        # Tính rolling maximum
        rolling_max = cumulative_returns.cummax()
        
        # Tính drawdown
        drawdown = (cumulative_returns - rolling_max) / rolling_max
        
        # Vẽ drawdown
        plt.plot(drawdown, label=ticker)
    
    plt.title('Biểu đồ Drawdown', fontsize=16)
    plt.xlabel('Ngày', fontsize=14)
    plt.ylabel('Drawdown', fontsize=14)
    plt.legend(bbox_to_anchor=(1.05, 1), loc='upper left')
    plt.tight_layout()

def plot_correlation_matrix(returns):
    """
    Vẽ ma trận tương quan giữa các cổ phiếu
    
    Tham số:
    returns (pd.DataFrame): DataFrame chứa lợi nhuận
    """
    # Tính ma trận tương quan
    corr_matrix = returns.corr()
    
    # Thiết lập kích thước biểu đồ
    plt.figure(figsize=(10, 8))
    
    # Vẽ heatmap
    cmap = sns.diverging_palette(220, 10, as_cmap=True)
    sns.heatmap(corr_matrix, annot=True, cmap=cmap, center=0,
                square=True, linewidths=.5, cbar_kws={"shrink": .8})
    
    plt.title('Ma trận tương quan giữa các cổ phiếu', fontsize=16)
    plt.tight_layout()

def calculate_portfolio_performance(weights, returns):
    """
    Tính toán hiệu suất của danh mục đầu tư
    
    Tham số:
    weights (np.array): Trọng số phân bổ cho từng cổ phiếu
    returns (pd.DataFrame): DataFrame chứa lợi nhuận
    
    Trả về:
    tuple: (lợi nhuận kỳ vọng, độ biến động, tỷ lệ Sharpe)
    """
    # Lợi nhuận danh mục
    portfolio_return = np.sum(returns.mean() * weights) * 252
    
    # Độ biến động danh mục
    portfolio_volatility = np.sqrt(np.dot(weights.T, np.dot(returns.cov() * 252, weights)))
    
    # Tỷ lệ Sharpe
    sharpe_ratio = portfolio_return / portfolio_volatility
    
    return portfolio_return, portfolio_volatility, sharpe_ratio

def random_portfolios(returns, num_portfolios=10000):
    """
    Tạo ngẫu nhiên các danh mục đầu tư và tính hiệu suất
    
    Tham số:
    returns (pd.DataFrame): DataFrame chứa lợi nhuận
    num_portfolios (int): Số lượng danh mục ngẫu nhiên cần tạo
    
    Trả về:
    tuple: (results, weights) - kết quả hiệu suất và trọng số tương ứng
    """
    results = np.zeros((num_portfolios, 3))
    weights_record = np.zeros((num_portfolios, len(returns.columns)))
    
    for i in range(num_portfolios):
        # Tạo trọng số ngẫu nhiên
        weights = np.random.random(len(returns.columns))
        weights /= np.sum(weights)
        weights_record[i, :] = weights
        
        # Tính hiệu suất
        results[i, 0], results[i, 1], results[i, 2] = calculate_portfolio_performance(weights, returns)
    
    return results, weights_record

def plot_efficient_frontier(returns, results, weights_record):
    """
    Vẽ biểu đồ đường biên hiệu quả
    
    Tham số:
    returns (pd.DataFrame): DataFrame chứa lợi nhuận
    results (np.array): Mảng kết quả hiệu suất của các danh mục ngẫu nhiên
    weights_record (np.array): Mảng trọng số của các danh mục ngẫu nhiên
    """
    plt.figure(figsize=(12, 8))
    
    # Vẽ các danh mục ngẫu nhiên
    plt.scatter(results[:, 1], results[:, 0], c=results[:, 2], 
                cmap='viridis', marker='o', s=10, alpha=0.3)
    
    # Đánh dấu danh mục có Sharpe ratio cao nhất
    max_sharpe_idx = np.argmax(results[:, 2])
    max_sharpe_portfolio = results[max_sharpe_idx]
    plt.scatter(max_sharpe_portfolio[1], max_sharpe_portfolio[0],
                marker='*', color='r', s=500, label='Danh mục tối ưu theo Sharpe')
    
    # Đánh dấu danh mục có độ biến động thấp nhất
    min_vol_idx = np.argmin(results[:, 1])
    min_vol_portfolio = results[min_vol_idx]
    plt.scatter(min_vol_portfolio[1], min_vol_portfolio[0],
                marker='*', color='g', s=500, label='Danh mục có độ biến động thấp nhất')
    
    # Đánh dấu cổ phiếu riêng lẻ
    for i, ticker in enumerate(returns.columns):
        individual_return = returns.mean()[i] * 252
        individual_volatility = returns.std()[i] * np.sqrt(252)
        plt.scatter(individual_volatility, individual_return, marker='o', s=200,
                   color='black', label=ticker if i == 0 else "")
        plt.annotate(ticker, (individual_volatility, individual_return),
                    xytext=(10, 5), textcoords='offset points')
    
    # Thêm title và label
    plt.colorbar(label='Sharpe ratio')
    plt.title('Đường biên hiệu quả (Efficient Frontier)', fontsize=16)
    plt.xlabel('Độ biến động (Rủi ro)', fontsize=14)
    plt.ylabel('Lợi nhuận kỳ vọng', fontsize=14)
    plt.legend()
    
    # Hiển thị thông tin về danh mục tối ưu
    print("Danh mục tối ưu theo tỷ lệ Sharpe:")
    print(f"Lợi nhuận kỳ vọng: {max_sharpe_portfolio[0]:.4f}")
    print(f"Độ biến động: {max_sharpe_portfolio[1]:.4f}")
    print(f"Tỷ lệ Sharpe: {max_sharpe_portfolio[2]:.4f}")
    print("\nPhân bổ vốn:")
    for i, ticker in enumerate(returns.columns):
        print(f"{ticker}: {weights_record[max_sharpe_idx, i] * 100:.2f}%")
    
    plt.tight_layout()

def optimize_portfolio(returns, risk_free_rate=0.0, target_return=None):
    """
    Tìm danh mục đầu tư tối ưu sử dụng lý thuyết Markowitz
    
    Tham số:
    returns (pd.DataFrame): DataFrame chứa lợi nhuận
    risk_free_rate (float): Lãi suất phi rủi ro (annualized)
    target_return (float): Lợi nhuận mục tiêu (annualized), nếu None thì tối đa hóa Sharpe ratio
    
    Trả về:
    tuple: (optimal_weights, expected_return, volatility, sharpe_ratio)
    """
    n = len(returns.columns)
    returns_mean = returns.mean() * 252
    cov_matrix = returns.cov() * 252
    
    # Khai báo biến
    w = cp.Variable(n)
    
    # Khai báo hàm mục tiêu
    if target_return is None:
        # Tối đa hóa tỷ lệ Sharpe
        risk = cp.quad_form(w, cov_matrix)
        ret = returns_mean @ w
        sharpe = (ret - risk_free_rate) / cp.sqrt(risk)
        objective = cp.Maximize(sharpe)
    else:
        # Tối thiểu hóa rủi ro với lợi nhuận mục tiêu
        risk = cp.quad_form(w, cov_matrix)
        objective = cp.Minimize(risk)
    
    # Ràng buộc
    constraints = [
        cp.sum(w) == 1,  # Tổng trọng số bằng 1
        w >= 0            # Không cho phép bán khống
    ]
    
    # Thêm ràng buộc về lợi nhuận mục tiêu nếu cần
    if target_return is not None:
        constraints.append(returns_mean @ w >= target_return)
    
    # Giải bài toán tối ưu
    problem = cp.Problem(objective, constraints)
    problem.solve()
    
    # Lấy kết quả
    optimal_weights = w.value
    expected_return = returns_mean.dot(optimal_weights)
    volatility = np.sqrt(optimal_weights.T @ cov_matrix @ optimal_weights)
    sharpe_ratio = (expected_return - risk_free_rate) / volatility
    
    return optimal_weights, expected_return, volatility, sharpe_ratio

def plot_theoretical_efficient_frontier(returns, risk_free_rate=0.0, points=100):
    """
    Vẽ đường biên hiệu quả lý thuyết
    
    Tham số:
    returns (pd.DataFrame): DataFrame chứa lợi nhuận
    risk_free_rate (float): Lãi suất phi rủi ro (annualized)
    points (int): Số điểm để vẽ đường biên hiệu quả
    """
    plt.figure(figsize=(12, 8))
    
    # Tính danh mục có độ biến động thấp nhất
    min_vol_weights, min_vol_return, min_vol_risk, _ = optimize_portfolio(returns, risk_free_rate, target_return=None)
    
    # Tính danh mục có tỷ lệ Sharpe cao nhất
    max_sharpe_weights, max_sharpe_return, max_sharpe_risk, max_sharpe = optimize_portfolio(returns, risk_free_rate)
    
    # Tính các danh mục tối ưu với lợi nhuận mục tiêu khác nhau
    target_returns = np.linspace(min_vol_return, max(returns.mean()) * 252 * 1.2, points)
    efficient_risk = []
    efficient_return = []
    
    for target in target_returns:
        try:
            weights, ret, risk, _ = optimize_portfolio(returns, risk_free_rate, target_return=target)
            efficient_risk.append(risk)
            efficient_return.append(ret)
        except:
            pass
    
    # Vẽ đường biên hiệu quả
    plt.plot(efficient_risk, efficient_return, 'b-', linewidth=3, label='Đường biên hiệu quả')
    
    # Đánh dấu danh mục có độ biến động thấp nhất
    plt.scatter(min_vol_risk, min_vol_return, marker='*', color='g', s=500, 
                label='Danh mục có độ biến động thấp nhất')
    
    # Đánh dấu danh mục có tỷ lệ Sharpe cao nhất
    plt.scatter(max_sharpe_risk, max_sharpe_return, marker='*', color='r', s=500, 
                label='Danh mục tối ưu theo Sharpe')
    
    # Vẽ đường CML (Capital Market Line)
    x_cml = np.linspace(0, max(efficient_risk) * 1.2, 100)
    y_cml = risk_free_rate + x_cml * (max_sharpe_return - risk_free_rate) / max_sharpe_risk
    plt.plot(x_cml, y_cml, 'r--', label='CML')
    
    # Đánh dấu cổ phiếu riêng lẻ
    for i, ticker in enumerate(returns.columns):
        individual_return = returns.mean()[i] * 252
        individual_volatility = returns.std()[i] * np.sqrt(252)
        plt.scatter(individual_volatility, individual_return, marker='o', s=200,
                   color='black')
        plt.annotate(ticker, (individual_volatility, individual_return),
                    xytext=(10, 5), textcoords='offset points')
    
    # Thêm title và label
    plt.title('Đường biên hiệu quả lý thuyết', fontsize=16)
    plt.xlabel('Độ biến động (Rủi ro)', fontsize=14)
    plt.ylabel('Lợi nhuận kỳ vọng', fontsize=14)
    plt.legend()
    
    # Hiển thị thông tin về danh mục tối ưu
    print("Danh mục tối ưu theo tỷ lệ Sharpe:")
    print(f"Lợi nhuận kỳ vọng: {max_sharpe_return:.4f}")
    print(f"Độ biến động: {max_sharpe_risk:.4f}")
    print(f"Tỷ lệ Sharpe: {max_sharpe:.4f}")
    print("\nPhân bổ vốn:")
    for i, ticker in enumerate(returns.columns):
        print(f"{ticker}: {max_sharpe_weights[i] * 100:.2f}%")
    
    plt.tight_layout()

def simulate_portfolio_performance(weights, prices):
    """
    Mô phỏng hiệu suất danh mục theo thời gian
    
    Tham số:
    weights (np.array): Trọng số phân bổ cho từng cổ phiếu
    prices (pd.DataFrame): DataFrame chứa giá cổ phiếu
    
    Trả về:
    pd.Series: Series chứa giá trị danh mục theo thời gian
    """
    # Chuẩn hóa giá
    normalized_prices = prices / prices.iloc[0]
    
    # Tính giá trị danh mục
    portfolio_value = (normalized_prices * weights).sum(axis=1)
    
    return portfolio_value

def compare_with_benchmark(portfolio_value, start_date, end_date, benchmark='^GSPC'):
    """
    So sánh hiệu suất của danh mục với chỉ số thị trường
    
    Tham số:
    portfolio_value (pd.Series): Series chứa giá trị danh mục
    start_date (str): Ngày bắt đầu (YYYY-MM-DD)
    end_date (str): Ngày kết thúc (YYYY-MM-DD)
    benchmark (str): Mã chỉ số thị trường (mặc định là S&P 500)
    
    Trả về:
    tuple: (portfolio_return, benchmark_return)
    """
    # Tải dữ liệu chỉ số
    benchmark_data = yf.download(benchmark, start=start_date, end=end_date)['Adj Close']
    
    # Chuẩn hóa giá trị
    normalized_benchmark = benchmark_data / benchmark_data.iloc[0]
    normalized_portfolio = portfolio_value / portfolio_value.iloc[0]
    
    # Vẽ biểu đồ
    plt.figure(figsize=(12, 8))
    plt.plot(normalized_portfolio, label='Danh mục của bạn')
    plt.plot(normalized_benchmark, label=f'Chỉ số {benchmark}')
    plt.title('So sánh hiệu suất với chỉ số thị trường', fontsize=16)
    plt.xlabel('Ngày', fontsize=14)
    plt.ylabel('Giá trị (chuẩn hóa)', fontsize=14)
    plt.legend()
    plt.grid(True, alpha=0.3)
    
    # Tính toán lợi nhuận tổng thể
    portfolio_return = normalized_portfolio.iloc[-1] - 1
    benchmark_return = normalized_benchmark.iloc[-1] - 1
    
    # Thông tin về alpha và beta
    portfolio_returns = normalized_portfolio.pct_change().dropna()
    benchmark_returns = normalized_benchmark.pct_change().dropna()
    
    # Chỉ lấy những ngày trùng khớp
    common_index = portfolio_returns.index.intersection(benchmark_returns.index)
    portfolio_returns = portfolio_returns.loc[common_index]
    benchmark_returns = benchmark_returns.loc[common_index]
    
    # Tính beta
    covariance = np.cov(portfolio_returns, benchmark_returns)[0, 1]
    variance = np.var(benchmark_returns)
    beta = covariance / variance
    
    # Tính alpha (Jensen's Alpha)
    risk_free_rate = 0.0  # Có thể thay đổi tùy vào lãi suất thực tế
    expected_return = risk_free_rate + beta * (benchmark_returns.mean() * 252 - risk_free_rate)
    alpha = portfolio_returns.mean() * 252 - expected_return
    
    print(f"Lợi nhuận danh mục: {portfolio_return:.4f} ({portfolio_return * 100:.2f}%)")
    print(f"Lợi nhuận chỉ số {benchmark}: {benchmark_return:.4f} ({benchmark_return * 100:.2f}%)")
    print(f"Alpha: {alpha:.4f}")
    print(f"Beta: {beta:.4f}")
    
    plt.tight_layout()
    
    return portfolio_return, benchmark_return

def stress_test_scenarios(weights, returns, scenarios):
    """
    Phân tích kịch bản stress test
    
    Tham số:
    weights (np.array): Trọng số phân bổ cho từng cổ phiếu
    returns (pd.DataFrame): DataFrame chứa lợi nhuận
    scenarios (dict): Dictionary chứa các kịch bản stress test
                     {'tên kịch bản': [start_date, end_date]}
    
    Trả về:
    pd.DataFrame: DataFrame chứa kết quả stress test
    """
    results = pd.DataFrame(columns=['scenario', 'portfolio_return', 'max_drawdown'])
    
    for scenario_name, (start_date, end_date) in scenarios.items():
        # Lấy dữ liệu theo kịch bản
        scenario_data = returns.loc[start_date:end_date]
        
        # Tính lợi nhuận danh mục trong kịch bản
        portfolio_returns = (scenario_data * weights).sum(axis=1)
        
        # Tính cumulative returns
        cumulative_returns = (1 + portfolio_returns).cumprod()
        
        # Tính max drawdown
        rolling_max = cumulative_returns.cummax()
        drawdown = (cumulative_returns - rolling_max) / rolling_max
        max_drawdown = drawdown.min()
        
        # Tính tổng lợi nhuận
        total_return = (1 + portfolio_returns).prod() - 1
        
        results = results.append({
            'scenario': scenario_name,
            'portfolio_return': total_return,
            'max_drawdown': max_drawdown
        }, ignore_index=True)
        
    return results

def monte_carlo_simulation(weights, returns, n_simulations=1000, time_horizon=252):
    """
    Thực hiện mô phỏng Monte Carlo cho danh mục đầu tư
    
    Tham số:
    weights (np.array): Trọng số phân bổ cho từng cổ phiếu
    returns (pd.DataFrame): DataFrame chứa lợi nhuận
    n_simulations (int): Số lần mô phỏng
    time_horizon (int): Khoảng thời gian mô phỏng (ngày giao dịch)
    
    Trả về:
    np.array: Mảng kết quả mô phỏng
    """
    # Tính mean và covariance matrix
    mean_returns = returns.mean()
    cov_matrix = returns.cov()
    
    # Tính lợi nhuận danh mục
    portfolio_mean = np.sum(mean_returns * weights)
    portfolio_var = np.dot(weights.T, np.dot(cov_matrix, weights))
    portfolio_std = np.sqrt(portfolio_var)
    
    # Mô phỏng
    simulations = np.zeros((n_simulations, time_horizon))
    
    for i in range(n_simulations):
        # Tạo chuỗi lợi nhuận ngẫu nhiên
        Z = np.random.normal(portfolio_mean, portfolio_std, time_horizon)
        # Tính cumulative returns
        simulations[i] = np.cumprod(1 + Z) - 1
    
    # Vẽ biểu đồ
    plt.figure(figsize=(12, 8))
    
    for i in range(n_simulations):
        plt.plot(simulations[i], linewidth=0.5, alpha=0.1, color='blue')
    
    # Tính các phân vị
    percentiles = [10, 50, 90]
    percentile_data = np.percentile(simulations, percentiles, axis=0)
    
    for i, p in enumerate(percentiles):
        plt.plot(percentile_data[i], linewidth=2, 
                label=f'Phân vị thứ {p}', 
                color='red' if p == 50 else 'black')
    
    plt.title('Mô phỏng Monte Carlo', fontsize=16)
    plt.xlabel('Ngày', fontsize=14)
    plt.ylabel('Lợi nhuận tích lũy', fontsize=14)
    plt.legend()
    plt.grid(True, alpha=0.3)
    
    # Tính kết quả
    final_returns = simulations[:, -1]
    
    print(f"Lợi nhuận kỳ vọng sau {time_horizon} ngày: {np.mean(final_returns):.4f} ({np.mean(final_returns) * 100:.2f}%)")
    print(f"VaR (95%): {np.percentile(final_returns, 5):.4f} ({np.percentile(final_returns, 5) * 100:.2f}%)")
    print(f"VaR (99%): {np.percentile(final_returns, 1):.4f} ({np.percentile(final_returns, 1) * 100:.2f}%)")
    
    plt.tight_layout()
    
    return simulations

def simulate_rebalancing(weights, prices, rebalance_frequency='M'):
    """
    Mô phỏng hiệu suất danh mục với tái cân bằng định kỳ
    
    Tham số:
    weights (np.array): Trọng số ban đầu cho từng cổ phiếu
    prices (pd.DataFrame): DataFrame chứa giá cổ phiếu
    rebalance_frequency (str): Tần suất tái cân bằng ('D', 'W', 'M', 'Q', 'Y')
    
    Trả về:
    tuple: (rebalanced_portfolio, buy_hold_portfolio) - hiệu suất danh mục tái cân bằng và mua giữ
    """
    # Ban đầu giả sử có 1 đơn vị tiền
    initial_investment = 1.0
    
    # Tính số lượng cổ phiếu ban đầu
    initial_prices = prices.iloc[0]
    shares = np.array(weights) * initial_investment / initial_prices
    
    # Khởi tạo các biến theo dõi
    portfolio_value = pd.Series(index=prices.index)
    buy_hold_value = pd.Series(index=prices.index)
    
    # Tính giá trị danh mục theo thời gian
    for date in prices.index:
        # Giá trị hiện tại của danh mục
        current_value = np.sum(shares * prices.loc[date])
        portfolio_value[date] = current_value
        
        # Nếu là ngày cần tái cân bằng và không phải ngày đầu tiên
        if date != prices.index[0]:
            if rebalance_frequency == 'D':
                rebalance = True
            elif rebalance_frequency == 'W' and date.dayofweek == 0:  # Thứ 2
                rebalance = True
            elif rebalance_frequency == 'M' and date.day == 1:  # Ngày đầu tháng
                rebalance = True
            elif rebalance_frequency == 'Q' and date.month in [1, 4, 7, 10] and date.day == 1:
                rebalance = True
            elif rebalance_frequency == 'Y' and date.month == 1 and date.day == 1:
                rebalance = True
            else:
                rebalance = False
            
            if rebalance:
                # Tính trọng số hiện tại
                current_weights = shares * prices.loc[date] / current_value
                
                # Nếu chênh lệch đáng kể so với trọng số mục tiêu, thực hiện tái cân bằng
                if np.max(np.abs(current_weights - weights)) > 0.01:  # 1% threshold
                    # Tái cân bằng
                    shares = np.array(weights) * current_value / prices.loc[date]
    
    # Mô phỏng danh mục mua và giữ (không tái cân bằng)
    buy_hold = (prices / prices.iloc[0] * weights).sum(axis=1)
    
    # Vẽ biểu đồ so sánh
    plt.figure(figsize=(12, 8))
    plt.plot(portfolio_value / portfolio_value.iloc[0], label=f'Danh mục tái cân bằng ({rebalance_frequency})')
    plt.plot(buy_hold, label='Danh mục mua và giữ')
    plt.title('So sánh hiệu suất: Tái cân bằng vs Mua và giữ', fontsize=16)
    plt.xlabel('Ngày', fontsize=14)
    plt.ylabel('Giá trị (chuẩn hóa)', fontsize=14)
    plt.legend()
    plt.grid(True, alpha=0.3)
    
    # Tính toán lợi nhuận tổng thể
    rebalance_return = portfolio_value.iloc[-1] / portfolio_value.iloc[0] - 1
    buy_hold_return = buy_hold.iloc[-1] - 1
    
    print(f"Lợi nhuận danh mục tái cân bằng: {rebalance_return:.4f} ({rebalance_return * 100:.2f}%)")
    print(f"Lợi nhuận danh mục mua và giữ: {buy_hold_return:.4f} ({buy_hold_return * 100:.2f}%)")
    
    plt.tight_layout()
    
    return portfolio_value / portfolio_value.iloc[0], buy_hold

def complete_portfolio_analysis(tickers, start_date, end_date):
    """
    Thực hiện phân tích danh mục đầu tư toàn diện
    
    Tham số:
    tickers (list): Danh sách mã cổ phiếu
    start_date (str): Ngày bắt đầu (YYYY-MM-DD)
    end_date (str): Ngày kết thúc (YYYY-MM-DD)
    
    Trả về:
    dict: Dictionary chứa thông tin về danh mục tối ưu
    """
    # Thu thập dữ liệu
    prices = get_stock_data(tickers, start_date, end_date)
    returns = calculate_returns(prices)
    
    # Tính toán các thước đo rủi ro
    risk_metrics = calculate_risk_metrics(returns)
    
    # Vẽ biểu đồ rủi ro-lợi nhuận
    plot_risk_return(returns, risk_metrics)
    
    # Vẽ ma trận tương quan
    plot_correlation_matrix(returns)
    
    # Tìm danh mục tối ưu
    optimal_weights, expected_return, volatility, sharpe_ratio = optimize_portfolio(returns)
    
    # Vẽ đường biên hiệu quả lý thuyết
    plot_theoretical_efficient_frontier(returns)
    
    # Mô phỏng hiệu suất danh mục
    portfolio_value = simulate_portfolio_performance(optimal_weights, prices)
    
    # So sánh với chỉ số thị trường
    compare_with_benchmark(portfolio_value, start_date, end_date)
    
    # Mô phỏng tái cân bằng
    simulate_rebalancing(optimal_weights, prices, rebalance_frequency='M')
    
    # Mô phỏng Monte Carlo
    monte_carlo_simulation(optimal_weights, returns)
    
    # Kết quả
    result = {
        'optimal_weights': dict(zip(tickers, optimal_weights)),
        'expected_return': expected_return,
        'volatility': volatility,
        'sharpe_ratio': sharpe_ratio
    }
    
    return result

import pandas as pd

# Tạo DataFrame
df = pd.DataFrame({
    'Tên': ['An', 'Bình', 'Cường'],
    'Tuổi': [25, 30, 35],
    'Lương': [1000, 2000, 3000]
})

# Hiển thị thống kê cơ bản
print(df.describe())

import numpy as np

# Tạo mảng
arr = np.array([1, 2, 3, 4, 5])

# Tính toán vector hóa
print(arr * 2)  # Nhân mỗi phần tử với 2
print(np.mean(arr))  # Tính trung bình

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

# Tạo dữ liệu
x = np.linspace(0, 10, 100)
y = np.sin(x)

# Vẽ đồ thị
plt.plot(x, y)
plt.title('Đồ thị hàm sin')
plt.xlabel('x')
plt.ylabel('sin(x)')
plt.show()

import yfinance as yf

# Tải dữ liệu cổ phiếu
msft = yf.Ticker("MSFT")
hist = msft.history(period="1mo")

# Hiển thị dữ liệu
print(hist.head())

import talib
import numpy as np

# Tính RSI
close_prices = np.array([...])  # Dữ liệu giá đóng cửa
rsi = talib.RSI(close_prices)

# Tính MACD
macd, macd_signal, macd_hist = talib.MACD(close_prices)

import pandas as pd
import numpy as np

def calculate_sma(data, period):
    return data['Close'].rolling(window=period).mean()

# Ví dụ sử dụng
# df['SMA20'] = calculate_sma(df, 20)
# df['SMA50'] = calculate_sma(df, 50)

def calculate_ema(data, period):
    return data['Close'].ewm(span=period, adjust=False).mean()

# Ví dụ sử dụng
# df['EMA20'] = calculate_ema(df, 20)
# df['EMA50'] = calculate_ema(df, 50)