財務管理與Python實現

Chapter01 把Python當作計算機使用
一、四則演算
二、有意義的輸出
三、小數點的格式輸出
四、百分比形式（%）輸出
五、Python中的變數
六、模組的使用

Chapter02 基本理財問題
一、生活中的理財問題
二、解未知數
三、單一金額的未來價值
四、單一金額的現在價值

Chapter03 基本價值觀念——複利過程
一、基本價值觀念
二、逐步法
三、for循環結構
四、對齊方法
五、現金流量時間序列線
六、複利過程

Chapter04 基本價值觀念——折現過程
一、折現的意義
二、逐步法反推
三、逆序循環結構
四、折現過程

Chapter05 貨幣價值的公式與函數
一、貨幣的時間價值計算
二、函數
三、匿名函數
四、其他財務函數

Chapter06 現值與終值係數
一、係數
二、程式碼整理
三、建構查詢函數
四、綜合練習

Chapter07 係數表
一、巢狀迴圈
二、用Python建構係數表
三、用pandas建構係數表I
四、用pandas建構係數表II

Chapter08 符號運算
一、符號運算的意義
二、sympy模組
三、符號運算示例
四、求解
五、Sum()求和

Chapter09 方程式求解
一、方程式求解的意義
二、scipy模組
三、複利終值公式
四、普通年金終值公式
五、由複利終值公式求解利率的方法一覽

Chapter10 現金流的數據結構
一、現金流量的時間序列線
二、使用列表結構
三、使用字串結構
四、使用字典結構
五、應用：多筆現金流量的計算
六、年金的計算

Chapter11 債券
一、債券的基本概念
二、平息債券的估價
三、零息債券的估價
四、到期一次還本付息債券的估價
五、到期殖利率
六、溢價、平價與折價發行
七、到期時間與債券價值

Chapter12 股票
一、股票的相關概念
二、股利折現模型的推導
三、零增長型股票估價
四、固定增長型股票估價
五、非固定增長型股票估價
六、股利折現模型的局限
七、股票價格
八、效率市場

Chapter13 報酬與風險
一、報酬和風險的概念
二、實際報酬率
三、期望報酬率與風險
四、歷史報酬率與風險
五、變異係數

Chapter14 二項資產的投資組合
一、投資組合
二、二項資產的投資組合的報酬率
三、投資組合的風險概念
四、二項資產的投資組合風險計算
五、風險分散的機制
六、投資組合的效率前緣
七、無風險資產與風險資產的有效組合

Chapter15 多項資產的投資組合
一、變異數—共變異數方法
二、投資組合的報酬率與風險
三、向量和矩陣的表示
四、求解權重
五、效率前緣
六、系統風險與非系統風險

Chapter16 資本資產定價模型
一、資本資產定價模型
二、系統風險
三、風險溢酬
四、資本市場線
五、證券市場線

Chapter17 資本預算的基本方法
一、資本預算
二、會計收益率法
三、投資回收期法
四、折現的投資回收期

Chapter18 淨現值法
一、財務管理中的淨現值法
二、在Python中實現淨現值法
三、淨現值法的評估原則
四、淨現值曲線
五、淨現值曲線的交點

Chapter19 獲利指數法
一、財務管理中的獲利指數法
二、用Python實現獲利指數法
三、獲利指數法的評估原則

Chapter20 內含報酬率法
一、財務管理中的內含報酬率
二、在Python中實現內含報酬率
三、用Python描繪內含報酬率
四、內含報酬率法的評估原則
五、內含報酬率法的局限
六、修正後的內含報酬率法

Chapter21 情境分析
一、財務管理中的情境分析
二、情境分析的步驟

 

序

　　在金融科技時代，程式設計能力是一項核心技能，培養計算思維亦是重要課題。傳統的財務管理教科書，主要皆以財務計算機或Excel來演示計算過程。因應社會對AI人才的需求，配合大學教學改革的趨勢，本書將傳統商管用教科書結合Python編程進行重編改寫。旨在培養學生使用Python程式解決財務管理專業問題的能力，同時提升學生的計算思維和創新能力。

　　市面上雖多有教導Python應用於商管領域的書，內容大多僅涉及財務管理部分章節，且多偏向技術層面，未若像專業教科書一樣能系統性地介紹。專業特色以及學生基礎的差異是教學當中必須要考慮的問題。在學習過程中，倘若又缺少程式設計在財會領域的應用場景，商學院學生便發出「跟自己所學專業有什麼關係」質疑。例如：在電腦專業教育中，Recursive是演算法中一個很重要的觀念。教師往往會用河內塔的經典案例說明。但若用來教商學院的學生，學生可能會有疑惑：「Recursive跟我財會、經管、金融專業有何關係？」、「我學河內塔作些什麼？」導致學生對程式設計沒有感覺，學習動力不足。

　　本書循序漸進，由淺入深，強調前後知識遷移。在財務管理中，我們經常得做很多的計算。第壹章「把Python當作計算機使用」便是教大家用Python來完成財務計算，並熟悉print()輸出完整的資訊、控制小數點和百分比的輸出格式。第貳章「基本理財問題」更提供生活中的一些基本理財問題，讓大家了解用Python解題的潛能。

　　前兩章是基礎的內容，隨後逐漸系統性地講解Python語法並結合財務管理的知識點應用。如第參章「基本價值觀念——複利過程」便是圍繞在Python的循環結構，教大家繪製現金流量時間序列線、複利過程。在第參章的基礎上，第肆章「基本價值觀念——折現過程」剖析逆序循環結構，並繪製折現過程。第伍章「貨幣價值的公式與函數」講解Python中的函數、匿名函數的基本語法，並在Python中實現複利現值、複利終值、年金現值，與年金終值的函數。第陸章「現值與終值係數」藉查詢複利現值係數、複利終值係數、年金現值係數，與年金終值係數的例子，說明Python中條件判斷if-elif-else和match-case語法。第柒章「係數表」的重點是巢狀迴圈的語法，並示範如何用來建構複利現值係數表、複利終值係數表、年金現值係數表，與年金終值係數表。至此，講解了Python基礎語法。

　　在財務管理中，我們也會推導公式，進行求解。第捌章「符號運算」便是告訴大家如何用sympy模組來完成符號計算。而第玖章「方程式求解」則教大家運用scipy模組來進行方程式求解。

　　財務管理的估值觀念離不開現金流。第壹拾章「現金流的數據結構」便是探討如何運用Python中的列表、字串和字典結構來儲存現金流量。該章節也是後面債券、股票、淨現值的計算基礎。

　　隨後的章節便參考大學普遍使用財務管理的教材，如Stephen A. Ross所著的《公司理財》、Jonathan Berk和Peter DeMarzo合著的《公司金融》。這些教材，也是筆者在教學過程中採用過的。本書在編寫時，也有用Python去解教材中範例題目和習題。讀者可系統性得到完整用Python去實現傳統財務管理教材中知識的方法。

　　第壹拾壹章「債券」用Python進行平息債券、零息債券、到期一次還本付息債券的估價、理解到期殖利率的求解方法。第壹拾貳章「股票」用Python掌握零增長型股票、固定增長型股票以及非固定增長型股票估價。第壹拾參章「報酬與風險」用Python計算各類報酬與風險。

　　接下來兩章涉及投資組合的觀念。第壹拾肆章「二項資產的投資組合」以二項資產的投資組合為例用Python計算投資組合的報酬率和風險、繪製投資組合的效率前緣、解投資組合分散風險的機制。第壹拾伍章「多項資產的投資組合」進一步用向量和共變異數矩陣的表示方法，用Python求解有效投資組合的權重。投資組合之後，第壹拾陸章「資本資產定價模型」用Python計算系統風險和風險溢酬、描繪資本市場線和證券市場線。

　　接下來的章節焦點圍繞在資本預算，第壹拾柒章「資本預算的基本方法」用Python來實現會計收益率法、投資回收期法、折現投資回收期法。第壹拾捌章「淨現值法」利用Python程式碼來計算淨現值、繪淨現值曲線。第壹拾玖章「獲利指數法」利用Python來計算獲利指數。第貳拾章「內含報酬率法」利用numpy和scipy來計算內含報酬率、解內含報酬率法的局限、掌握修正內含報酬率法的計算。第貳拾壹章「情境分析」利用Python進行情境分析用來衡量投資計畫風險。

　　編寫本書之前，筆者已在大學教了七、八年的財務管理課程。配合教學改革的趨勢，筆者嘗試將課堂上所講解的例題，一一用Python進行求解。整理建設好相關材料後，在學院的支持下開設了「財務管理與Python實現」課程。由於事務繁忙，本書也經過兩年多的時間才完成編寫工作。有人說：「人工智能讓機器越來像越像人類，人類越來像越像機器。」願讀者在追求知識的同時，不忘人性中本有的良善，多多陪伴家人。

　　筆者就讀國立中山大學時，雙主修資訊工程和財務管理。這本結合Python和財務管理的書，可算不辜負一生所學。誠摯感謝當年教我財務管理的郭修仁老師，是他激發我對財務管理的興趣，支撐我到博士畢業。也謝謝支持我的家人，諒解我因為工作不能時常陪伴。最後也感謝五南出版社，給我能出版的機會。