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Implementing QuantLib の和訳

Luigi Ballabio and Aki Sakashita

Quantitative finance in C++: an inside look at the architecture of the QuantLib library.

This book is a translation into Japanese of Implementing QuantLib which was originally written in English

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About the Book

　この本は、QuantLibライブラリーの全体デザインや実装方法のレポートであり、またMel Brooksの“Young Frankenstein”で極めて特徴的な、“私はこれをどうやって作ったのか”的な本にも、心情的にはよく似ています（その映画の驚くような成功には及びませんが）。もし読者の方が、既にQuantLibライブラリーのユーザーであるか、あるいはこれからユーザーになろうとしているのであれば、プログラムコードを読むだけでは解らないような、ライブラリーのデザインについての有用な情報が、この本から得られるでしょう。もし読者がユーザーではないものの、金融工学の世界で働いているのであれば、金融モデルライブラリーのデザインに関する現場報告書として読んで頂いてもかまいません。おそらく、あなたが今直面している問題に対して、その解決策と、その理屈も含めて、この本がカバーしている部分がある事に気づくでしょう。読者の方の制約条件によっては、別の解決策を選択するかもしれませんし、あるいはその可能性の方が高いかもしれませんが、この本の中での論点整理から、そういった場合でも得るものがあるかも知れません。

　この本の読者として、QuantLibライブラリーを使って自ら金融商品や価格モデルを開発しようとしているユーザーを想定しています。もしあなたが、それに該当するなら、ライブラリーが提供するクラス階層やフレームワークに関する説明を読めば、ご自身のプログラムコードをQuantLibライブラリーのそれと統合する為に必要な鈎について、何等かの情報を得られるでしょうし、提供されている機能を活用する助けになるでしょう。もし、そういった類の読者でないとしても、本を閉じないで下さい。そうで無い方にとっても、何等かの役に立つ情報を得られると思います。しかし乍ら、より実用的な解説書をお望みなら、本書ではなく、 QuantLib Python Cookbookの方を見てみたいと思われるかも知れません。

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This book is a translation into Japanese of Implementing QuantLib which was originally written in English

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About the Authors

Luigi Ballabio

The co-founder and current maintainer of the open-source QuantLib project. Also husband, father of four, ex-physicist, and amateur musician.

Subscribe to Luigi's newsletter at https://implementingquantlib.substack.com for more QuantLib-related content.

Aki Sakashita

Aki Sakashita has spent most of his career in derivatives trading and risk management since mid-1980s for Japanese and US investment banks. He is now developing a web-site http://practicalfinancialengineer.info/index.html advocating quants finance.

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Contents

Table of Contents

はじめに

1Introduction

2Financial instruments and pricing engines

  1. 2.1The Instrument class
  2. 2.1.1インターフェース と要件
  3. 2.1.2実装
  4. Aside: const にすべきか否か？
  5. 2.1.3例：金利スワップ
  6. Aside: Handleと共有ポインター
  7. 2.1.4今後の開発予定
  8. 2.2価格計算エンジン
  9. Aside: 純粋でない仮想関数
  10. 2.2.1例： シンプルなオプション

3Term Structures

  1. 3.1The TermStructure Class
  2. 3.1.1インターフェースと要件
  3. 3.1.2実装
  4. Aside: Evaluation Dateに関する工夫
  5. 3.2金利の期間構造
  6. 3.2.1インターフェースと実装
  7. 3.2.2ディスカウントカーブ、フォワード金利カーブ、ゼロ金利カーブ
  8. Aside: 対称性の破れ
  9. Aside: 双子のクラス
  10. 3.2.3例：InterpolationされたカーブのBootstrapping
  11. Aside: 必要な時の友
  12. 3.2.4例：イールドカーブにｚ－スプレッドを追加：
  13. 3.3その他の期間 構造クラス
  14. 3.3.1デフォールト確率の期間構造
  15. Aside: シンデレラ法
  16. 3.3.2インフレ率の期間構造
  17. 3.3.3ボラティリティの期間構造
  18. 3.3.4株式ボラティリティの期間構造
  19. Aside: InterpolationとExtrapolation
  20. 3.3.5金利ボラティリティの期間構造

4Cash Flows and Coupons

  1. 4.1The CashFlow Class
  2. Aside: 支払い遅延の取扱い
  3. 4.2Interest-Rate Coupons
  4. 4.2.1固定金利クーポン
  5. 4.2.2変動金利クーポン
  6. Aside: 汎用性と実用性のバランス
  7. 4.2.3例：LIBORクーポン
  8. Aside: 約束違反
  9. 4.2.4例： Cap・Floor付きのクーポン
  10. 4.2.5キャッシュフロー配列の生成
  11. 4.2.6他の種類のCouponと今後の開発
  12. 4.3キャッシュフローの分析
  13. 4.3.1例：固定金利債券

5Parameterized Models and Calibration

  1. 5.1CalibrationHelper クラス
  2. 5.1.1例：　Hestonモデル
  3. Aside: 前提が崩れた場合
  4. 5.2モデルのパラメータ
  5. 5.3CalibratedModel クラス
  6. 5.3.1例：Hestonモデル（続き）

6The Monte Carlo Framework

  1. 6.1Pathの生成
  2. 6.1.1乱数の生成
  3. Aside: より通行量の多い道
  4. 6.1.2確率過程
  5. 6.1.3Pathの生成装置
  6. Aside: アクセスパターン
  7. Aside: 自分のつま先を踏んでしまう
  8. 6.2Path上での価格計算
  9. 6.3すべての部品を使って組み立てる
  10. 6.3.1Monte Carlo traits　クラス
  11. 6.3.2モンテカルロモデル
  12. 6.3.3モンテカルロシミュレーション
  13. Aside: シンクロナイズドウォーキング
  14. 6.3.4例: バスケットオプション
  15. Aside: “知る必要のある人にしか伝えない”の原則

7Tree を使った価格モデルのフレームワーク

  1. 7.1格子クラス および 離散化資産クラス
  2. 7.1.1例：Discretized Bond （離散モデルで表現された債券）
  3. 7.1.2例：DiscretizedOptionクラス（離散モデルで表現されたオプションクラス）
  4. 7.2Tree および　Tree-Based Lattice
  5. 7.2.1Treeクラスのテンプレート
  6. Aside: Curiouser and Curiouser「ますますおかしな事になってきたわ！」不思議の国のアリス
  7. 7.2.2２項Tree および３項Treeクラス
  8. 7.2.3TreeLatticeクラステンプレート
  9. 7.3Tree をベースにした価格エンジン
  10. 7.3.1例：　コールオプション付き固定金利債

8有限差分法のフレームワーク

  1. 8.1古いフレームワーク
  2. 8.1.1微分演算子
  3. 8.1.2時間軸方向の差分スキーム
  4. 8.1.3境界条件
  5. 8.1.4Step Condition: 時間ステップ遷移時の条件
  6. Aside: お母さん見て、手を 離してるよ！
  7. 8.1.5有限差分モデルクラス
  8. 8.1.6例：アメリカンオプション
  9. 8.1.7時間に依存する差分演算子
  10. 8.2新しいフレームワーク
  11. 8.2.1メッシャー（離散化した確率変数の格子）
  12. 8.2.2差分演算子
  13. 8.2.3例：Black-Scholesモデル用の差分演算子
  14. 8.2.4初期条件、境界条件　および　時間ステップ条件
  15. Aside: 魔法をどうやって取り除けばよいか？
  16. 8.2.5時間軸方向の差分スキームとソルバー

9おわりに

Appendix A: 周辺の話題

  1. 基本的なデータ型
  2. Date Calculations: 日数計算方法
  3. 日数と期間を扱うクラス
  4. カレンダークラス
  5. Day Count Conventions: 日数計算方法
  6. Schedules: クーポンスケジュール
  7. 金融に関連する概念を対象とするクラス
  8. Market Quotes: 市場データ
  9. 金利
  10. Index: インデックスクラス
  11. Aside: どの程度まで汎用化する必要があるのか？
  12. ExerciseクラスとPayoffクラス
  13. 数値計算関連のクラス群
  14. Interpolation：補間関数
  15. Aside: ゴルディオスの結び目（一見複雑に見える問題をいとも簡単に解く方法）
  16. One-dimensional Solvers: １次元ソルバー
  17. Optimizers: 多次元関数の最小値問題
  18. Statistics: 統計値
  19. Aside: 極端な期待
  20. Linear Algebra: 線形代数（ベクトルと行列）
  21. Global Settings: ライブラリー全体の変数と定数の設定
  22. Aside: B級映画以上にmutationが登場
  23. Utilities: ユーティリティークラス
  24. Smart Pointers and Handles: スマートポインターとハンドル
  25. Aside: ポインターに関するC++構文上の決まり
  26. Error Reporting: 例外処理
  27. Disposable Objects (move semantics　の代用)
  28. Designe Patterns: デザインパターン
  29. The Observer Pattern: オブザーバーパターン
  30. The Singleton Pattern: シングルトンパターン
  31. The Visitor Pattern: ビジターパターン

Appendix B: プログラムコードの表記方法の慣行

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Bibliography

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