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synced 2026-08-25 22:08:05 +00:00
Add AFIRMA indicator implementation with validation tests and documentation
- Implemented AFIRMA (Autoregressive Finite Impulse Response Moving Average) class with support for various window types and batch processing. - Created unit tests for AFIRMA to validate internal consistency, streaming, and batch processing. - Added comprehensive documentation for AFIRMA, including usage examples, performance profile, and parameter selection guide. - Removed obsolete omnisharp.json configuration file.
This commit is contained in:
Vendored
+2
-2
@@ -150,7 +150,7 @@
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"dotnet.defaultSolution": "QuanTAlib.sln",
|
"dotnet.defaultSolution": "QuanTAlib.sln",
|
||||||
"dotnet.testController.enabled": true,
|
"dotnet.testController.enabled": true,
|
||||||
"dotnet.unitTests.runSettingsPath": "coverage.runsettings",
|
"dotnet.unitTests.runSettingsPath": ".config/coverage.runsettings",
|
||||||
"dotnet.completion.showCompletionItemsFromUnimportedNamespaces": true,
|
"dotnet.completion.showCompletionItemsFromUnimportedNamespaces": true,
|
||||||
"dotnet.server.useOmnisharp": false,
|
"dotnet.server.useOmnisharp": false,
|
||||||
|
|
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@@ -178,4 +178,4 @@
|
|||||||
// ? Run tests after accepting: dotnet test
|
// ? Run tests after accepting: dotnet test
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// ? Check performance impact with benchmarks
|
// ? Check performance impact with benchmarks
|
||||||
// ? Validate against reference implementations
|
// ? Validate against reference implementations
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|||||||
@@ -11,6 +11,7 @@
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|||||||
- **Trends**
|
- **Trends**
|
||||||
- [Overview](../lib/trends/_index.md)
|
- [Overview](../lib/trends/_index.md)
|
||||||
- [Trend Comparison](trendcomparison.md)
|
- [Trend Comparison](trendcomparison.md)
|
||||||
|
- [AFIRMA - Autoregressive FIR MA](../lib/trends/afirma/Afirma.md)
|
||||||
- [ALMA - Arnaud Legoux MA](../lib/trends/alma/Alma.md)
|
- [ALMA - Arnaud Legoux MA](../lib/trends/alma/Alma.md)
|
||||||
- [BESSEL - Bessel Filter](../lib/trends/bessel/Bessel.md)
|
- [BESSEL - Bessel Filter](../lib/trends/bessel/Bessel.md)
|
||||||
- [BILATERAL - Bilateral Filter](../lib/trends/bilateral/Bilateral.md)
|
- [BILATERAL - Bilateral Filter](../lib/trends/bilateral/Bilateral.md)
|
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|
|||||||
|
Before Width: | Height: | Size: 4.8 KiB After Width: | Height: | Size: 4.8 KiB |
|
Before Width: | Height: | Size: 64 KiB After Width: | Height: | Size: 64 KiB |
Binary file not shown.
|
After Width: | Height: | Size: 762 KiB |
@@ -65,6 +65,7 @@ These measure the spread of data points around the mean.
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|
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||||||
### Trends
|
### Trends
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|
- [**AFIRMA**](../lib/trends/afirma/Afirma.md) - Autoregressive FIR MA
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- [**ALMA**](../lib/trends/alma/Alma.md) - Arnaud Legoux MA
|
- [**ALMA**](../lib/trends/alma/Alma.md) - Arnaud Legoux MA
|
||||||
- [**BESSEL**](../lib/trends/bessel/Bessel.md) - Bessel Filter
|
- [**BESSEL**](../lib/trends/bessel/Bessel.md) - Bessel Filter
|
||||||
- [**BILATERAL**](../lib/trends/bilateral/Bilateral.md) - Bilateral Filter
|
- [**BILATERAL**](../lib/trends/bilateral/Bilateral.md) - Bilateral Filter
|
||||||
|
|||||||
+1
-1
@@ -16,7 +16,7 @@
|
|||||||
| **Aroon** | [Aroon](../lib/momentum/aroon/aroon.md) | ✔️ | ✔️ | ✔️ | - |
|
| **Aroon** | [Aroon](../lib/momentum/aroon/aroon.md) | ✔️ | ✔️ | ✔️ | - |
|
||||||
| **Aroon Oscillator** | [AroonOsc](../lib/momentum/aroonosc/AroonOsc.md) | ✔️ | ✔️ | ✔️ | - |
|
| **Aroon Oscillator** | [AroonOsc](../lib/momentum/aroonosc/AroonOsc.md) | ✔️ | ✔️ | ✔️ | - |
|
||||||
| **ATR Bands** | Atrbands | - | - | - | ❔ |
|
| **ATR Bands** | Atrbands | - | - | - | ❔ |
|
||||||
| **Autoregressive FIR MA** | Afirma | - | - | - | - |
|
| **Autoregressive FIR MA** | [Afirma](../lib/trends/afirma/Afirma.md) | - | - | - | - |
|
||||||
| **Average Daily Range** | Adr | - | - | - | - |
|
| **Average Daily Range** | Adr | - | - | - | - |
|
||||||
| **Average Directional Index** | [Adx](../lib/momentum/adx/adx.md) | ✔️ | ✔️ | ✔️ | ✔️ |
|
| **Average Directional Index** | [Adx](../lib/momentum/adx/adx.md) | ✔️ | ✔️ | ✔️ | ✔️ |
|
||||||
| **Average Directional Movement Rating** | [Adxr](../lib/momentum/adxr/Adxr.md) | ✔️ | ✔️ | - | - |
|
| **Average Directional Movement Rating** | [Adxr](../lib/momentum/adxr/Adxr.md) | ✔️ | ✔️ | - | - |
|
||||||
|
|||||||
+1
-1
@@ -29,7 +29,7 @@
|
|||||||
| ADR | Average Daily Range | Volatility |
|
| ADR | Average Daily Range | Volatility |
|
||||||
| [ADX](momentum/adx/Adx.md) | Average Directional Index | Momentum |
|
| [ADX](momentum/adx/Adx.md) | Average Directional Index | Momentum |
|
||||||
| [ADXR](momentum/adxr/Adxr.md) | Average Directional Movement Rating | Momentum |
|
| [ADXR](momentum/adxr/Adxr.md) | Average Directional Movement Rating | Momentum |
|
||||||
| AFIRMA | Autoregressive FIR MA | Forecasts |
|
| [AFIRMA](trends/afirma/Afirma.md) | Autoregressive FIR MA | Trends |
|
||||||
| ALLIGATOR | Williams Alligator | Trends |
|
| ALLIGATOR | Williams Alligator | Trends |
|
||||||
| [ALMA](trends/alma/Alma.md) | Arnaud Legoux MA | Trends |
|
| [ALMA](trends/alma/Alma.md) | Arnaud Legoux MA | Trends |
|
||||||
| AMAT | Archer Moving Averages Trends | Trends |
|
| AMAT | Archer Moving Averages Trends | Trends |
|
||||||
|
|||||||
@@ -21,7 +21,7 @@
|
|||||||
AlgoTrading;Financial;Strategy;Chart;Charting;Oscillator;Overlay;Equity;Bitcoin;Crypto;Cryptocurrency;Forex;
|
AlgoTrading;Financial;Strategy;Chart;Charting;Oscillator;Overlay;Equity;Bitcoin;Crypto;Cryptocurrency;Forex;
|
||||||
Quantitative;Historical;Quotes;
|
Quantitative;Historical;Quotes;
|
||||||
</PackageTags>
|
</PackageTags>
|
||||||
<PackageIconUrl>https://raw.githubusercontent.com/mihakralj/QuanTAlib/main/.github/QuanTAlib2.png</PackageIconUrl>
|
<PackageIconUrl>https://raw.githubusercontent.com/mihakralj/QuanTAlib/main/docs/img/QuanTAlib2.png</PackageIconUrl>
|
||||||
<EnforceCodeStyleInBuild>True</EnforceCodeStyleInBuild>
|
<EnforceCodeStyleInBuild>True</EnforceCodeStyleInBuild>
|
||||||
<EnableDefaultCompileItems>false</EnableDefaultCompileItems>
|
<EnableDefaultCompileItems>false</EnableDefaultCompileItems>
|
||||||
<Version>$(GitVersion_MajorMinorPatch)</Version>
|
<Version>$(GitVersion_MajorMinorPatch)</Version>
|
||||||
@@ -45,7 +45,7 @@
|
|||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
<ItemGroup>
|
<ItemGroup>
|
||||||
<None Include="..\.github\QuanTAlib2.png" Pack="true" Visible="false" PackagePath="" />
|
<None Include="..\docs\img\QuanTAlib2.png" Pack="true" Visible="false" PackagePath="" />
|
||||||
</ItemGroup>
|
</ItemGroup>
|
||||||
|
|
||||||
</Project>
|
</Project>
|
||||||
|
|||||||
@@ -10,6 +10,7 @@ Trend indicators are the bread and butter of technical analysis—and often just
|
|||||||
|
|
||||||
| Indicator | Full Name | Description |
|
| Indicator | Full Name | Description |
|
||||||
| :--- | :--- | :--- |
|
| :--- | :--- | :--- |
|
||||||
|
| [AFIRMA](afirma/Afirma.md) | Autoregressive FIR MA | Hybrid filter combining ARMA modeling, FIR filtering, and cubic spline fitting. |
|
||||||
| ALLIGATOR | Williams Alligator | |
|
| ALLIGATOR | Williams Alligator | |
|
||||||
| [ALMA](alma/Alma.md) | Arnaud Legoux MA | Gaussian distribution weights for the perfect balance of smoothness and responsiveness. |
|
| [ALMA](alma/Alma.md) | Arnaud Legoux MA | Gaussian distribution weights for the perfect balance of smoothness and responsiveness. |
|
||||||
| AMAT | Archer Moving Averages Trends | |
|
| AMAT | Archer Moving Averages Trends | |
|
||||||
@@ -74,4 +75,4 @@ Trend indicators are the bread and butter of technical analysis—and often just
|
|||||||
| YZVAMA | Yang-Zhang Volatility Adjusted MA | |
|
| YZVAMA | Yang-Zhang Volatility Adjusted MA | |
|
||||||
| ZLDEMA | Zero-Lag Double Exponential MA | |
|
| ZLDEMA | Zero-Lag Double Exponential MA | |
|
||||||
| ZLEMA | Zero-Lag Exponential MA | |
|
| ZLEMA | Zero-Lag Exponential MA | |
|
||||||
| ZLTEMA | Zero-Lag Triple Exponential MA | |
|
| ZLTEMA | Zero-Lag Triple Exponential MA | |
|
||||||
|
|||||||
@@ -0,0 +1,204 @@
|
|||||||
|
using TradingPlatform.BusinessLayer;
|
||||||
|
|
||||||
|
namespace QuanTAlib.Tests;
|
||||||
|
|
||||||
|
public class AfirmaIndicatorTests
|
||||||
|
{
|
||||||
|
[Fact]
|
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|
public void AfirmaIndicator_Constructor_SetsDefaults()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
var indicator = new AfirmaIndicator();
|
||||||
|
|
||||||
|
Assert.Equal(10, indicator.Period);
|
||||||
|
Assert.Equal(6, indicator.Taps);
|
||||||
|
Assert.Equal(Afirma.WindowType.BlackmanHarris, indicator.Window);
|
||||||
|
Assert.Equal(SourceType.Close, indicator.Source);
|
||||||
|
Assert.True(indicator.ShowColdValues);
|
||||||
|
Assert.Equal("AFIRMA - Autoregressive FIR Moving Average", indicator.Name);
|
||||||
|
Assert.False(indicator.SeparateWindow);
|
||||||
|
Assert.True(indicator.OnBackGround);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
[Fact]
|
||||||
|
public void AfirmaIndicator_MinHistoryDepths_EqualsZero()
|
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|
{
|
||||||
|
var indicator = new AfirmaIndicator { Period = 20, Taps = 10 };
|
||||||
|
|
||||||
|
Assert.Equal(0, AfirmaIndicator.MinHistoryDepths);
|
||||||
|
Assert.Equal(0, ((IWatchlistIndicator)indicator).MinHistoryDepths);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
[Fact]
|
||||||
|
public void AfirmaIndicator_ShortName_IncludesParameters()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
var indicator = new AfirmaIndicator { Period = 15, Taps = 8 };
|
||||||
|
|
||||||
|
Assert.Contains("AFIRMA", indicator.ShortName, StringComparison.Ordinal);
|
||||||
|
Assert.Contains("15", indicator.ShortName, StringComparison.Ordinal);
|
||||||
|
Assert.Contains("8", indicator.ShortName, StringComparison.Ordinal);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
[Fact]
|
||||||
|
public void AfirmaIndicator_Initialize_CreatesInternalAfirma()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
var indicator = new AfirmaIndicator { Period = 10, Taps = 6 };
|
||||||
|
|
||||||
|
// Initialize should not throw
|
||||||
|
indicator.Initialize();
|
||||||
|
|
||||||
|
// After init, line series should exist
|
||||||
|
Assert.Single(indicator.LinesSeries);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
[Fact]
|
||||||
|
public void AfirmaIndicator_ProcessUpdate_HistoricalBar_ComputesValue()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
var indicator = new AfirmaIndicator { Period = 5, Taps = 3 };
|
||||||
|
indicator.Initialize();
|
||||||
|
|
||||||
|
// Add historical data
|
||||||
|
var now = DateTime.UtcNow;
|
||||||
|
indicator.HistoricalData.AddBar(now, 100, 105, 95, 102);
|
||||||
|
|
||||||
|
// Process update
|
||||||
|
var args = new UpdateArgs(UpdateReason.HistoricalBar);
|
||||||
|
indicator.ProcessUpdate(args);
|
||||||
|
|
||||||
|
// Line series should have a value
|
||||||
|
Assert.Equal(1, indicator.LinesSeries[0].Count);
|
||||||
|
Assert.True(double.IsFinite(indicator.LinesSeries[0].GetValue(0)));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
[Fact]
|
||||||
|
public void AfirmaIndicator_ProcessUpdate_NewBar_ComputesValue()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
var indicator = new AfirmaIndicator { Period = 5, Taps = 3 };
|
||||||
|
indicator.Initialize();
|
||||||
|
|
||||||
|
var now = DateTime.UtcNow;
|
||||||
|
indicator.HistoricalData.AddBar(now, 100, 105, 95, 102);
|
||||||
|
indicator.HistoricalData.AddBar(now.AddMinutes(1), 102, 108, 100, 106);
|
||||||
|
|
||||||
|
indicator.ProcessUpdate(new UpdateArgs(UpdateReason.HistoricalBar));
|
||||||
|
indicator.ProcessUpdate(new UpdateArgs(UpdateReason.NewBar));
|
||||||
|
|
||||||
|
Assert.Equal(2, indicator.LinesSeries[0].Count);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
[Fact]
|
||||||
|
public void AfirmaIndicator_ProcessUpdate_NewTick_ProcessesWithoutError()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
var indicator = new AfirmaIndicator { Period = 5, Taps = 3 };
|
||||||
|
indicator.Initialize();
|
||||||
|
|
||||||
|
var now = DateTime.UtcNow;
|
||||||
|
indicator.HistoricalData.AddBar(now, 100, 105, 95, 102);
|
||||||
|
|
||||||
|
indicator.ProcessUpdate(new UpdateArgs(UpdateReason.HistoricalBar));
|
||||||
|
double firstValue = indicator.LinesSeries[0].GetValue(0);
|
||||||
|
|
||||||
|
indicator.ProcessUpdate(new UpdateArgs(UpdateReason.NewTick));
|
||||||
|
double secondValue = indicator.LinesSeries[0].GetValue(0);
|
||||||
|
|
||||||
|
Assert.True(double.IsFinite(firstValue));
|
||||||
|
Assert.True(double.IsFinite(secondValue));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
[Fact]
|
||||||
|
public void AfirmaIndicator_MultipleUpdates_ProducesCorrectSequence()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
var indicator = new AfirmaIndicator { Period = 5, Taps = 3 };
|
||||||
|
indicator.Initialize();
|
||||||
|
|
||||||
|
var now = DateTime.UtcNow;
|
||||||
|
double[] closes = { 100, 102, 104, 103, 105, 107, 106, 108 };
|
||||||
|
|
||||||
|
foreach (var close in closes)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
indicator.HistoricalData.AddBar(now, close, close + 2, close - 2, close);
|
||||||
|
indicator.ProcessUpdate(new UpdateArgs(UpdateReason.HistoricalBar));
|
||||||
|
now = now.AddMinutes(1);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// All values should be finite
|
||||||
|
for (int i = 0; i < closes.Length; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
Assert.True(double.IsFinite(indicator.LinesSeries[0].GetValue(closes.Length - 1 - i)));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
[Fact]
|
||||||
|
public void AfirmaIndicator_DifferentSourceTypes_Work()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
var sources = new[] { SourceType.Open, SourceType.High, SourceType.Low, SourceType.Close, SourceType.HL2, SourceType.HLC3 };
|
||||||
|
|
||||||
|
foreach (var source in sources)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
var indicator = new AfirmaIndicator { Period = 5, Taps = 3, Source = source };
|
||||||
|
indicator.Initialize();
|
||||||
|
|
||||||
|
var now = DateTime.UtcNow;
|
||||||
|
indicator.HistoricalData.AddBar(now, 100, 110, 90, 105);
|
||||||
|
indicator.ProcessUpdate(new UpdateArgs(UpdateReason.HistoricalBar));
|
||||||
|
|
||||||
|
Assert.True(double.IsFinite(indicator.LinesSeries[0].GetValue(0)),
|
||||||
|
$"Source {source} should produce finite value");
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
[Fact]
|
||||||
|
public void AfirmaIndicator_DifferentWindowTypes_Work()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
var windows = new[]
|
||||||
|
{
|
||||||
|
Afirma.WindowType.Rectangular,
|
||||||
|
Afirma.WindowType.Hanning,
|
||||||
|
Afirma.WindowType.Hamming,
|
||||||
|
Afirma.WindowType.Blackman,
|
||||||
|
Afirma.WindowType.BlackmanHarris
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
foreach (var window in windows)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
var indicator = new AfirmaIndicator { Period = 5, Taps = 5, Window = window };
|
||||||
|
indicator.Initialize();
|
||||||
|
|
||||||
|
var now = DateTime.UtcNow;
|
||||||
|
indicator.HistoricalData.AddBar(now, 100, 110, 90, 105);
|
||||||
|
indicator.ProcessUpdate(new UpdateArgs(UpdateReason.HistoricalBar));
|
||||||
|
|
||||||
|
Assert.True(double.IsFinite(indicator.LinesSeries[0].GetValue(0)),
|
||||||
|
$"Window {window} should produce finite value");
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
[Fact]
|
||||||
|
public void AfirmaIndicator_Period_CanBeChanged()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
var indicator = new AfirmaIndicator { Period = 5 };
|
||||||
|
Assert.Equal(5, indicator.Period);
|
||||||
|
|
||||||
|
indicator.Period = 20;
|
||||||
|
Assert.Equal(20, indicator.Period);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
[Fact]
|
||||||
|
public void AfirmaIndicator_Taps_CanBeChanged()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
var indicator = new AfirmaIndicator { Taps = 5 };
|
||||||
|
Assert.Equal(5, indicator.Taps);
|
||||||
|
|
||||||
|
indicator.Taps = 12;
|
||||||
|
Assert.Equal(12, indicator.Taps);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
[Fact]
|
||||||
|
public void AfirmaIndicator_Window_CanBeChanged()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
var indicator = new AfirmaIndicator { Window = Afirma.WindowType.Hanning };
|
||||||
|
Assert.Equal(Afirma.WindowType.Hanning, indicator.Window);
|
||||||
|
|
||||||
|
indicator.Window = Afirma.WindowType.Blackman;
|
||||||
|
Assert.Equal(Afirma.WindowType.Blackman, indicator.Window);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
@@ -0,0 +1,61 @@
|
|||||||
|
using System.Drawing;
|
||||||
|
using System.Runtime.CompilerServices;
|
||||||
|
using TradingPlatform.BusinessLayer;
|
||||||
|
|
||||||
|
namespace QuanTAlib;
|
||||||
|
|
||||||
|
[SkipLocalsInit]
|
||||||
|
public sealed class AfirmaIndicator : Indicator, IWatchlistIndicator
|
||||||
|
{
|
||||||
|
[InputParameter("Period", sortIndex: 1, 1, 2000, 1, 0)]
|
||||||
|
public int Period { get; set; } = 10;
|
||||||
|
|
||||||
|
[InputParameter("Taps", sortIndex: 2, 1, 100, 1, 0)]
|
||||||
|
public int Taps { get; set; } = 6;
|
||||||
|
|
||||||
|
[InputParameter("Window", sortIndex: 3)]
|
||||||
|
public Afirma.WindowType Window { get; set; } = Afirma.WindowType.BlackmanHarris;
|
||||||
|
|
||||||
|
[IndicatorExtensions.DataSourceInput]
|
||||||
|
public SourceType Source { get; set; } = SourceType.Close;
|
||||||
|
|
||||||
|
[InputParameter("Show cold values", sortIndex: 21)]
|
||||||
|
public bool ShowColdValues { get; set; } = true;
|
||||||
|
|
||||||
|
private Afirma? _afirma;
|
||||||
|
private readonly LineSeries? _series;
|
||||||
|
private string? _sourceName;
|
||||||
|
private Func<IHistoryItem, double>? _priceSelector;
|
||||||
|
|
||||||
|
public static int MinHistoryDepths => 0;
|
||||||
|
int IWatchlistIndicator.MinHistoryDepths => MinHistoryDepths;
|
||||||
|
|
||||||
|
public override string ShortName => $"AFIRMA {Period},{Taps}:{_sourceName}";
|
||||||
|
|
||||||
|
public AfirmaIndicator()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
OnBackGround = true;
|
||||||
|
SeparateWindow = false;
|
||||||
|
Name = "AFIRMA - Autoregressive FIR Moving Average";
|
||||||
|
Description = "Hybrid filter combining ARMA modeling, FIR filtering, and cubic spline fitting";
|
||||||
|
_series = new(name: $"AFIRMA {Period}", color: IndicatorExtensions.Averages, width: 2, style: LineStyle.Solid);
|
||||||
|
AddLineSeries(_series);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
protected override void OnInit()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
_priceSelector = Source.GetPriceSelector();
|
||||||
|
_sourceName = Source.ToString();
|
||||||
|
_afirma = new Afirma(Period, Taps, Window);
|
||||||
|
base.OnInit();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
[MethodImpl(MethodImplOptions.AggressiveInlining)]
|
||||||
|
protected override void OnUpdate(UpdateArgs args)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
bool isNew = args.IsNewBar();
|
||||||
|
var item = HistoricalData[Count - 1, SeekOriginHistory.Begin];
|
||||||
|
double value = _afirma!.Update(new TValue(item.TimeLeft.Ticks, _priceSelector!(item)), isNew).Value;
|
||||||
|
_series!.SetValue(value, _afirma.IsHot, ShowColdValues);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
@@ -0,0 +1,611 @@
|
|||||||
|
namespace QuanTAlib.Tests;
|
||||||
|
|
||||||
|
public class AfirmaTests
|
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|
{
|
||||||
|
[Fact]
|
||||||
|
public void Afirma_Constructor_ValidatesInput()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
Assert.Throws<ArgumentException>(() => new Afirma(0));
|
||||||
|
Assert.Throws<ArgumentException>(() => new Afirma(-1));
|
||||||
|
Assert.Throws<ArgumentException>(() => new Afirma(5, 0));
|
||||||
|
Assert.Throws<ArgumentException>(() => new Afirma(5, -1));
|
||||||
|
|
||||||
|
var afirma = new Afirma(10, 6);
|
||||||
|
Assert.NotNull(afirma);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
[Fact]
|
||||||
|
public void Afirma_Constructor_AcceptsValidParameters()
|
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|
{
|
||||||
|
var afirma1 = new Afirma(1, 1);
|
||||||
|
Assert.NotNull(afirma1);
|
||||||
|
|
||||||
|
var afirma2 = new Afirma(10, 21, Afirma.WindowType.Blackman);
|
||||||
|
Assert.NotNull(afirma2);
|
||||||
|
|
||||||
|
var afirma3 = new Afirma(5, 11, Afirma.WindowType.Rectangular);
|
||||||
|
Assert.NotNull(afirma3);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
[Fact]
|
||||||
|
public void Afirma_Calc_ReturnsValue()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
var afirma = new Afirma(10, 6);
|
||||||
|
|
||||||
|
Assert.Equal(0, afirma.Last.Value);
|
||||||
|
|
||||||
|
TValue result = afirma.Update(new TValue(DateTime.UtcNow, 100));
|
||||||
|
|
||||||
|
Assert.True(result.Value > 0);
|
||||||
|
Assert.Equal(result.Value, afirma.Last.Value);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
[Fact]
|
||||||
|
public void Afirma_FirstValue_ReturnsValue()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
var afirma = new Afirma(10, 6);
|
||||||
|
|
||||||
|
TValue result = afirma.Update(new TValue(DateTime.UtcNow, 100));
|
||||||
|
|
||||||
|
// First value should be based on the single input
|
||||||
|
Assert.True(double.IsFinite(result.Value));
|
||||||
|
Assert.True(result.Value > 0);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
[Fact]
|
||||||
|
public void Afirma_Calc_IsNew_AcceptsParameter()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
var afirma = new Afirma(10, 6);
|
||||||
|
|
||||||
|
afirma.Update(new TValue(DateTime.UtcNow, 100), isNew: true);
|
||||||
|
double value1 = afirma.Last.Value;
|
||||||
|
|
||||||
|
afirma.Update(new TValue(DateTime.UtcNow, 200), isNew: true);
|
||||||
|
double value2 = afirma.Last.Value;
|
||||||
|
|
||||||
|
// Values should change with new bars
|
||||||
|
Assert.NotEqual(value1, value2);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
[Fact]
|
||||||
|
public void Afirma_Calc_IsNew_False_UpdatesValue()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
var afirma = new Afirma(10, 6);
|
||||||
|
|
||||||
|
afirma.Update(new TValue(DateTime.UtcNow, 100));
|
||||||
|
afirma.Update(new TValue(DateTime.UtcNow, 110), isNew: true);
|
||||||
|
double beforeUpdate = afirma.Last.Value;
|
||||||
|
|
||||||
|
afirma.Update(new TValue(DateTime.UtcNow, 120), isNew: false);
|
||||||
|
double afterUpdate = afirma.Last.Value;
|
||||||
|
|
||||||
|
// Update should change the value
|
||||||
|
Assert.NotEqual(beforeUpdate, afterUpdate);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
[Fact]
|
||||||
|
public void Afirma_Reset_ClearsState()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
var afirma = new Afirma(10, 6);
|
||||||
|
|
||||||
|
afirma.Update(new TValue(DateTime.UtcNow, 100));
|
||||||
|
afirma.Update(new TValue(DateTime.UtcNow, 105));
|
||||||
|
double valueBefore = afirma.Last.Value;
|
||||||
|
|
||||||
|
afirma.Reset();
|
||||||
|
|
||||||
|
Assert.Equal(0, afirma.Last.Value);
|
||||||
|
|
||||||
|
// After reset, should accept new values
|
||||||
|
afirma.Update(new TValue(DateTime.UtcNow, 50));
|
||||||
|
Assert.NotEqual(0, afirma.Last.Value);
|
||||||
|
Assert.NotEqual(valueBefore, afirma.Last.Value);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
[Fact]
|
||||||
|
public void Afirma_Properties_Accessible()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
var afirma = new Afirma(10, 6);
|
||||||
|
|
||||||
|
Assert.Equal(0, afirma.Last.Value);
|
||||||
|
Assert.False(afirma.IsHot);
|
||||||
|
|
||||||
|
afirma.Update(new TValue(DateTime.UtcNow, 100));
|
||||||
|
|
||||||
|
Assert.NotEqual(0, afirma.Last.Value);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
[Fact]
|
||||||
|
public void Afirma_IsHot_BecomesTrueWhenBufferFull()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
var afirma = new Afirma(10, 5);
|
||||||
|
|
||||||
|
Assert.False(afirma.IsHot);
|
||||||
|
|
||||||
|
for (int i = 1; i <= 4; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
afirma.Update(new TValue(DateTime.UtcNow, i * 10));
|
||||||
|
Assert.False(afirma.IsHot);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
afirma.Update(new TValue(DateTime.UtcNow, 50));
|
||||||
|
Assert.True(afirma.IsHot);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
[Fact]
|
||||||
|
public void Afirma_IterativeCorrections_RestoreToOriginalState()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
var afirma = new Afirma(10, 5);
|
||||||
|
var gbm = new GBM(startPrice: 100.0, mu: 0.02, sigma: 0.1);
|
||||||
|
|
||||||
|
// Feed 10 new values
|
||||||
|
TValue tenthInput = default;
|
||||||
|
for (int i = 0; i < 10; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
var bar = gbm.Next(isNew: true);
|
||||||
|
tenthInput = new TValue(bar.Time, bar.Close);
|
||||||
|
afirma.Update(tenthInput, isNew: true);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// Remember state after 10 values
|
||||||
|
double stateAfterTen = afirma.Last.Value;
|
||||||
|
|
||||||
|
// Generate 9 corrections with isNew=false (different values)
|
||||||
|
for (int i = 0; i < 9; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
var bar = gbm.Next(isNew: false);
|
||||||
|
afirma.Update(new TValue(bar.Time, bar.Close), isNew: false);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// Feed the remembered 10th input again with isNew=false
|
||||||
|
TValue finalResult = afirma.Update(tenthInput, isNew: false);
|
||||||
|
|
||||||
|
// State should match the original state after 10 values
|
||||||
|
Assert.Equal(stateAfterTen, finalResult.Value, 1e-10);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
[Fact]
|
||||||
|
public void Afirma_BatchCalc_MatchesIterativeCalc()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
var afirmaIterative = new Afirma(10, 6);
|
||||||
|
var afirmaBatch = new Afirma(10, 6);
|
||||||
|
var gbm = new GBM(startPrice: 100.0, mu: 0.02, sigma: 0.1);
|
||||||
|
|
||||||
|
// Generate data
|
||||||
|
var series = new TSeries();
|
||||||
|
for (int i = 0; i < 100; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
var bar = gbm.Next(isNew: true);
|
||||||
|
series.Add(bar.Time, bar.Close);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
Assert.True(series.Count > 0);
|
||||||
|
|
||||||
|
// Calculate iteratively
|
||||||
|
var iterativeResults = new TSeries();
|
||||||
|
foreach (var item in series)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
iterativeResults.Add(afirmaIterative.Update(item));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// Calculate batch
|
||||||
|
var batchResults = afirmaBatch.Update(series);
|
||||||
|
|
||||||
|
// Compare
|
||||||
|
Assert.Equal(iterativeResults.Count, batchResults.Count);
|
||||||
|
for (int i = 0; i < iterativeResults.Count; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
Assert.Equal(iterativeResults[i].Value, batchResults[i].Value, 1e-10);
|
||||||
|
Assert.Equal(iterativeResults[i].Time, batchResults[i].Time);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
[Fact]
|
||||||
|
public void Afirma_NaN_Input_UsesLastValidValue()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
var afirma = new Afirma(10, 5);
|
||||||
|
|
||||||
|
// Feed some valid values
|
||||||
|
afirma.Update(new TValue(DateTime.UtcNow, 100));
|
||||||
|
afirma.Update(new TValue(DateTime.UtcNow, 110));
|
||||||
|
|
||||||
|
// Feed NaN - should use last valid value
|
||||||
|
var resultAfterNaN = afirma.Update(new TValue(DateTime.UtcNow, double.NaN));
|
||||||
|
|
||||||
|
// Result should be finite (not NaN)
|
||||||
|
Assert.True(double.IsFinite(resultAfterNaN.Value));
|
||||||
|
Assert.NotEqual(0, resultAfterNaN.Value);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
[Fact]
|
||||||
|
public void Afirma_Infinity_Input_UsesLastValidValue()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
var afirma = new Afirma(10, 5);
|
||||||
|
|
||||||
|
// Feed some valid values
|
||||||
|
afirma.Update(new TValue(DateTime.UtcNow, 100));
|
||||||
|
afirma.Update(new TValue(DateTime.UtcNow, 110));
|
||||||
|
|
||||||
|
// Feed positive infinity - should use last valid value
|
||||||
|
var resultAfterPosInf = afirma.Update(new TValue(DateTime.UtcNow, double.PositiveInfinity));
|
||||||
|
Assert.True(double.IsFinite(resultAfterPosInf.Value));
|
||||||
|
|
||||||
|
// Feed negative infinity - should use last valid value
|
||||||
|
var resultAfterNegInf = afirma.Update(new TValue(DateTime.UtcNow, double.NegativeInfinity));
|
||||||
|
Assert.True(double.IsFinite(resultAfterNegInf.Value));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
[Fact]
|
||||||
|
public void Afirma_MultipleNaN_ContinuesWithLastValid()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
var afirma = new Afirma(10, 5);
|
||||||
|
|
||||||
|
// Feed valid values
|
||||||
|
afirma.Update(new TValue(DateTime.UtcNow, 100));
|
||||||
|
afirma.Update(new TValue(DateTime.UtcNow, 110));
|
||||||
|
afirma.Update(new TValue(DateTime.UtcNow, 120));
|
||||||
|
|
||||||
|
// Feed multiple NaN values
|
||||||
|
var r1 = afirma.Update(new TValue(DateTime.UtcNow, double.NaN));
|
||||||
|
var r2 = afirma.Update(new TValue(DateTime.UtcNow, double.NaN));
|
||||||
|
var r3 = afirma.Update(new TValue(DateTime.UtcNow, double.NaN));
|
||||||
|
|
||||||
|
// All results should be finite
|
||||||
|
Assert.True(double.IsFinite(r1.Value));
|
||||||
|
Assert.True(double.IsFinite(r2.Value));
|
||||||
|
Assert.True(double.IsFinite(r3.Value));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
[Fact]
|
||||||
|
public void Afirma_BatchCalc_HandlesNaN()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
var afirma = new Afirma(10, 5);
|
||||||
|
|
||||||
|
// Create series with NaN values interspersed
|
||||||
|
var series = new TSeries();
|
||||||
|
series.Add(DateTime.UtcNow.Ticks, 100);
|
||||||
|
series.Add(DateTime.UtcNow.Ticks + 1, 110);
|
||||||
|
series.Add(DateTime.UtcNow.Ticks + 2, double.NaN);
|
||||||
|
series.Add(DateTime.UtcNow.Ticks + 3, 120);
|
||||||
|
series.Add(DateTime.UtcNow.Ticks + 4, double.PositiveInfinity);
|
||||||
|
series.Add(DateTime.UtcNow.Ticks + 5, 130);
|
||||||
|
|
||||||
|
var results = afirma.Update(series);
|
||||||
|
|
||||||
|
// All results should be finite
|
||||||
|
foreach (var result in results)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
Assert.True(double.IsFinite(result.Value), $"Expected finite value but got {result.Value}");
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
[Fact]
|
||||||
|
public void Afirma_Reset_ClearsLastValidValue()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
var afirma = new Afirma(10, 5);
|
||||||
|
|
||||||
|
// Feed values including NaN
|
||||||
|
afirma.Update(new TValue(DateTime.UtcNow, 100));
|
||||||
|
afirma.Update(new TValue(DateTime.UtcNow, double.NaN));
|
||||||
|
|
||||||
|
// Reset
|
||||||
|
afirma.Reset();
|
||||||
|
|
||||||
|
// After reset, first valid value should establish new baseline
|
||||||
|
var result = afirma.Update(new TValue(DateTime.UtcNow, 50));
|
||||||
|
Assert.True(double.IsFinite(result.Value));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
[Fact]
|
||||||
|
public void Afirma_StaticBatch_Works()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
var series = new TSeries();
|
||||||
|
series.Add(DateTime.UtcNow.Ticks, 10);
|
||||||
|
series.Add(DateTime.UtcNow.Ticks + 1, 20);
|
||||||
|
series.Add(DateTime.UtcNow.Ticks + 2, 30);
|
||||||
|
series.Add(DateTime.UtcNow.Ticks + 3, 40);
|
||||||
|
series.Add(DateTime.UtcNow.Ticks + 4, 50);
|
||||||
|
|
||||||
|
var results = Afirma.Batch(series, 5, 3);
|
||||||
|
|
||||||
|
Assert.Equal(5, results.Count);
|
||||||
|
Assert.True(double.IsFinite(results.Last.Value));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
[Fact]
|
||||||
|
public void Afirma_Period1_ReturnsSmoothedValues()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
var afirma = new Afirma(1, 3);
|
||||||
|
|
||||||
|
var r1 = afirma.Update(new TValue(DateTime.UtcNow, 100));
|
||||||
|
var r2 = afirma.Update(new TValue(DateTime.UtcNow, 200));
|
||||||
|
var r3 = afirma.Update(new TValue(DateTime.UtcNow, 150));
|
||||||
|
|
||||||
|
Assert.True(double.IsFinite(r1.Value));
|
||||||
|
Assert.True(double.IsFinite(r2.Value));
|
||||||
|
Assert.True(double.IsFinite(r3.Value));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// ============== Span API Tests ==============
|
||||||
|
|
||||||
|
[Fact]
|
||||||
|
public void Afirma_SpanBatch_ValidatesInput()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
double[] source = [1, 2, 3, 4, 5];
|
||||||
|
double[] output = new double[5];
|
||||||
|
double[] wrongSizeOutput = new double[3];
|
||||||
|
|
||||||
|
// Period must be >= 1
|
||||||
|
Assert.Throws<ArgumentException>(() => Afirma.Batch(source.AsSpan(), output.AsSpan(), 0));
|
||||||
|
Assert.Throws<ArgumentException>(() => Afirma.Batch(source.AsSpan(), output.AsSpan(), -1));
|
||||||
|
|
||||||
|
// Taps must be >= 1
|
||||||
|
Assert.Throws<ArgumentException>(() => Afirma.Batch(source.AsSpan(), output.AsSpan(), 5, 0));
|
||||||
|
|
||||||
|
// Output must be same length as source
|
||||||
|
Assert.Throws<ArgumentException>(() => Afirma.Batch(source.AsSpan(), wrongSizeOutput.AsSpan(), 5, 3));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
[Fact]
|
||||||
|
public void Afirma_SpanBatch_MatchesTSeriesBatch()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
var series = new TSeries();
|
||||||
|
double[] source = new double[100];
|
||||||
|
double[] output = new double[100];
|
||||||
|
|
||||||
|
var gbm = new GBM(startPrice: 100.0, mu: 0.02, sigma: 0.1, seed: 42);
|
||||||
|
for (int i = 0; i < 100; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
var bar = gbm.Next(isNew: true);
|
||||||
|
source[i] = bar.Close;
|
||||||
|
series.Add(bar.Time, bar.Close);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// Calculate with TSeries API
|
||||||
|
var tseriesResult = Afirma.Batch(series, 10, 6);
|
||||||
|
|
||||||
|
// Calculate with Span API
|
||||||
|
Afirma.Batch(source.AsSpan(), output.AsSpan(), 10, 6);
|
||||||
|
|
||||||
|
// Compare results
|
||||||
|
for (int i = 0; i < 100; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
Assert.Equal(tseriesResult[i].Value, output[i], 1e-10);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
[Fact]
|
||||||
|
public void Afirma_SpanBatch_CalculatesCorrectly()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
double[] source = [10, 20, 30, 40, 50];
|
||||||
|
double[] output = new double[5];
|
||||||
|
|
||||||
|
Afirma.Batch(source.AsSpan(), output.AsSpan(), 5, 3);
|
||||||
|
|
||||||
|
// All outputs should be finite
|
||||||
|
foreach (var val in output)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
Assert.True(double.IsFinite(val), $"Expected finite value but got {val}");
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
[Fact]
|
||||||
|
public void Afirma_SpanBatch_ZeroAllocation()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
double[] source = new double[10000];
|
||||||
|
double[] output = new double[10000];
|
||||||
|
|
||||||
|
var gbm = new GBM(startPrice: 100, mu: 0.05, sigma: 0.2, seed: 42);
|
||||||
|
for (int i = 0; i < source.Length; i++)
|
||||||
|
source[i] = gbm.Next().Close;
|
||||||
|
|
||||||
|
// Warm up
|
||||||
|
Afirma.Batch(source.AsSpan(), output.AsSpan(), 10, 21);
|
||||||
|
|
||||||
|
// This test verifies the method runs without throwing
|
||||||
|
Assert.True(double.IsFinite(output[^1]));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
[Fact]
|
||||||
|
public void Afirma_SpanBatch_HandlesNaN()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
double[] source = [100, 110, double.NaN, 120, 130];
|
||||||
|
double[] output = new double[5];
|
||||||
|
|
||||||
|
Afirma.Batch(source.AsSpan(), output.AsSpan(), 5, 3);
|
||||||
|
|
||||||
|
// All outputs should be finite
|
||||||
|
foreach (var val in output)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
Assert.True(double.IsFinite(val), $"Expected finite value but got {val}");
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
[Fact]
|
||||||
|
public void Afirma_AllModes_ProduceSameResult()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// Arrange
|
||||||
|
int period = 10;
|
||||||
|
int taps = 6;
|
||||||
|
var window = Afirma.WindowType.BlackmanHarris;
|
||||||
|
var gbm = new GBM(startPrice: 100, mu: 0.05, sigma: 0.2, seed: 123);
|
||||||
|
var bars = gbm.Fetch(1000, DateTime.UtcNow.Ticks, TimeSpan.FromMinutes(1));
|
||||||
|
var series = bars.Close;
|
||||||
|
|
||||||
|
// 1. Batch Mode
|
||||||
|
var batchSeries = Afirma.Batch(series, period, taps, window);
|
||||||
|
double expected = batchSeries.Last.Value;
|
||||||
|
|
||||||
|
// 2. Span Mode
|
||||||
|
var tValues = series.Values.ToArray();
|
||||||
|
var spanInput = new ReadOnlySpan<double>(tValues);
|
||||||
|
var spanOutput = new double[tValues.Length];
|
||||||
|
Afirma.Batch(spanInput, spanOutput, period, taps, window);
|
||||||
|
double spanResult = spanOutput[^1];
|
||||||
|
|
||||||
|
// 3. Streaming Mode
|
||||||
|
var streamingInd = new Afirma(period, taps, window);
|
||||||
|
for (int i = 0; i < series.Count; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
streamingInd.Update(series[i]);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
double streamingResult = streamingInd.Last.Value;
|
||||||
|
|
||||||
|
// 4. Eventing Mode
|
||||||
|
var pubSource = new TSeries();
|
||||||
|
var eventingInd = new Afirma(pubSource, period, taps, window);
|
||||||
|
for (int i = 0; i < series.Count; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
pubSource.Add(series[i]);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
double eventingResult = eventingInd.Last.Value;
|
||||||
|
|
||||||
|
// Assert
|
||||||
|
Assert.Equal(expected, spanResult, precision: 9);
|
||||||
|
Assert.Equal(expected, streamingResult, precision: 9);
|
||||||
|
Assert.Equal(expected, eventingResult, precision: 9);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
[Fact]
|
||||||
|
public void Afirma_Chainability_Works()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
var source = new TSeries();
|
||||||
|
var afirma = new Afirma(source, 10, 6);
|
||||||
|
|
||||||
|
source.Add(new TValue(DateTime.UtcNow, 100));
|
||||||
|
Assert.True(double.IsFinite(afirma.Last.Value));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
[Fact]
|
||||||
|
public void Afirma_WarmupPeriod_IsSetCorrectly()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
var afirma = new Afirma(10, 21);
|
||||||
|
Assert.Equal(21, afirma.WarmupPeriod);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
[Fact]
|
||||||
|
public void Afirma_Prime_SetsStateCorrectly()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
var afirma = new Afirma(5, 5);
|
||||||
|
double[] history = [10, 20, 30, 40, 50];
|
||||||
|
|
||||||
|
afirma.Prime(history);
|
||||||
|
|
||||||
|
Assert.True(afirma.IsHot);
|
||||||
|
Assert.True(double.IsFinite(afirma.Last.Value));
|
||||||
|
|
||||||
|
// Verify it continues correctly
|
||||||
|
afirma.Update(new TValue(DateTime.UtcNow, 60));
|
||||||
|
Assert.True(double.IsFinite(afirma.Last.Value));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
[Fact]
|
||||||
|
public void Afirma_Prime_WithInsufficientHistory_IsNotHot()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
var afirma = new Afirma(10, 10);
|
||||||
|
double[] history = [10, 20, 30, 40, 50];
|
||||||
|
|
||||||
|
afirma.Prime(history);
|
||||||
|
|
||||||
|
Assert.False(afirma.IsHot);
|
||||||
|
Assert.True(double.IsFinite(afirma.Last.Value));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
[Fact]
|
||||||
|
public void Afirma_Prime_HandlesNaN_InHistory()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
var afirma = new Afirma(5, 3);
|
||||||
|
double[] history = [10, 20, double.NaN, 40];
|
||||||
|
|
||||||
|
afirma.Prime(history);
|
||||||
|
|
||||||
|
Assert.True(afirma.IsHot);
|
||||||
|
Assert.True(double.IsFinite(afirma.Last.Value));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
[Fact]
|
||||||
|
public void Afirma_Calculate_ReturnsCorrectResultsAndHotIndicator()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
var series = new TSeries();
|
||||||
|
for (int i = 1; i <= 10; i++) series.Add(DateTime.UtcNow, i * 10);
|
||||||
|
|
||||||
|
var (results, indicator) = Afirma.Calculate(series, 5, 5);
|
||||||
|
|
||||||
|
// Check results
|
||||||
|
Assert.Equal(10, results.Count);
|
||||||
|
Assert.True(double.IsFinite(results.Last.Value));
|
||||||
|
|
||||||
|
// Check indicator state
|
||||||
|
Assert.True(indicator.IsHot);
|
||||||
|
Assert.Equal(results.Last.Value, indicator.Last.Value);
|
||||||
|
Assert.Equal(5, indicator.WarmupPeriod);
|
||||||
|
|
||||||
|
// Verify indicator continues correctly
|
||||||
|
indicator.Update(new TValue(DateTime.UtcNow, 110));
|
||||||
|
Assert.True(double.IsFinite(indicator.Last.Value));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
[Fact]
|
||||||
|
public void Afirma_DifferentWindowTypes_Work()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
var windows = new[]
|
||||||
|
{
|
||||||
|
Afirma.WindowType.Rectangular,
|
||||||
|
Afirma.WindowType.Hanning,
|
||||||
|
Afirma.WindowType.Hamming,
|
||||||
|
Afirma.WindowType.Blackman,
|
||||||
|
Afirma.WindowType.BlackmanHarris
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
foreach (var window in windows)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
var afirma = new Afirma(10, 11, window);
|
||||||
|
|
||||||
|
for (int i = 0; i < 20; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
afirma.Update(new TValue(DateTime.UtcNow, 100 + i));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
Assert.True(double.IsFinite(afirma.Last.Value), $"Window {window} should produce finite value");
|
||||||
|
Assert.True(afirma.IsHot, $"Window {window} should become hot");
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
[Fact]
|
||||||
|
public void Afirma_FlatLine_ReturnsSameValue()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
var afirma = new Afirma(10, 6);
|
||||||
|
|
||||||
|
for (int i = 0; i < 20; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
afirma.Update(new TValue(DateTime.UtcNow, 100));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// With a flat line, the filtered value should be close to the input
|
||||||
|
Assert.Equal(100, afirma.Last.Value, 1e-6);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
[Fact]
|
||||||
|
public void Afirma_Taps1_Works()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
var afirma = new Afirma(10, 1);
|
||||||
|
|
||||||
|
var r1 = afirma.Update(new TValue(DateTime.UtcNow, 100));
|
||||||
|
var r2 = afirma.Update(new TValue(DateTime.UtcNow, 200));
|
||||||
|
|
||||||
|
// With 1 tap, output should equal input
|
||||||
|
Assert.Equal(100, r1.Value, 1e-10);
|
||||||
|
Assert.Equal(200, r2.Value, 1e-10);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
[Fact]
|
||||||
|
public void Afirma_Pub_EventFires()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
var afirma = new Afirma(10, 6);
|
||||||
|
bool eventFired = false;
|
||||||
|
afirma.Pub += (object? sender, in TValueEventArgs args) => eventFired = true;
|
||||||
|
|
||||||
|
afirma.Update(new TValue(DateTime.UtcNow, 100));
|
||||||
|
Assert.True(eventFired);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
@@ -0,0 +1,339 @@
|
|||||||
|
using Xunit.Abstractions;
|
||||||
|
|
||||||
|
namespace QuanTAlib.Tests;
|
||||||
|
|
||||||
|
/// <summary>
|
||||||
|
/// Validation tests for AFIRMA indicator.
|
||||||
|
/// AFIRMA is a specialized FIR filter with windowed sinc coefficients.
|
||||||
|
/// Since no external library implements this exact algorithm, validation
|
||||||
|
/// focuses on internal consistency and mathematical properties.
|
||||||
|
/// </summary>
|
||||||
|
public sealed class AfirmaValidationTests : IDisposable
|
||||||
|
{
|
||||||
|
private readonly ValidationTestData _testData;
|
||||||
|
private readonly ITestOutputHelper _output;
|
||||||
|
private bool _disposed;
|
||||||
|
|
||||||
|
public AfirmaValidationTests(ITestOutputHelper output)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
_output = output;
|
||||||
|
_testData = new ValidationTestData();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
public void Dispose()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
Dispose(true);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
private void Dispose(bool disposing)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (_disposed)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
_disposed = true;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (disposing)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
_testData?.Dispose();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
[Fact]
|
||||||
|
public void Validate_InternalConsistency_Batch()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int[] periods = { 5, 10, 20, 50 };
|
||||||
|
int[] taps = { 5, 11, 21 };
|
||||||
|
|
||||||
|
foreach (var period in periods)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
foreach (var tap in taps)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// Calculate QuanTAlib AFIRMA (batch TSeries)
|
||||||
|
var afirma = new Afirma(period, tap);
|
||||||
|
var qResult = afirma.Update(_testData.Data);
|
||||||
|
|
||||||
|
// Verify all results are finite
|
||||||
|
foreach (var val in qResult)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
Assert.True(double.IsFinite(val.Value),
|
||||||
|
$"AFIRMA({period},{tap}) produced non-finite value");
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// Verify count matches input
|
||||||
|
Assert.Equal(_testData.Data.Count, qResult.Count);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
_output.WriteLine("AFIRMA Batch(TSeries) internal consistency validated");
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
[Fact]
|
||||||
|
public void Validate_InternalConsistency_Streaming()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int[] periods = { 5, 10, 20, 50 };
|
||||||
|
int[] taps = { 5, 11, 21 };
|
||||||
|
|
||||||
|
foreach (var period in periods)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
foreach (var tap in taps)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// Calculate QuanTAlib AFIRMA (streaming)
|
||||||
|
var afirma = new Afirma(period, tap);
|
||||||
|
var qResults = new List<double>();
|
||||||
|
foreach (var item in _testData.Data)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
qResults.Add(afirma.Update(item).Value);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// Verify all results are finite
|
||||||
|
foreach (var val in qResults)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
Assert.True(double.IsFinite(val),
|
||||||
|
$"AFIRMA({period},{tap}) streaming produced non-finite value");
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// Verify count matches input
|
||||||
|
Assert.Equal(_testData.Data.Count, qResults.Count);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
_output.WriteLine("AFIRMA Streaming internal consistency validated");
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
[Fact]
|
||||||
|
public void Validate_InternalConsistency_Span()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int[] periods = { 5, 10, 20, 50 };
|
||||||
|
int[] taps = { 5, 11, 21 };
|
||||||
|
|
||||||
|
// Prepare data for Span API
|
||||||
|
double[] sourceData = _testData.RawData.ToArray();
|
||||||
|
|
||||||
|
foreach (var period in periods)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
foreach (var tap in taps)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// Calculate QuanTAlib AFIRMA (Span API)
|
||||||
|
double[] qOutput = new double[sourceData.Length];
|
||||||
|
Afirma.Batch(sourceData.AsSpan(), qOutput.AsSpan(), period, tap);
|
||||||
|
|
||||||
|
// Verify all results are finite
|
||||||
|
foreach (var val in qOutput)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
Assert.True(double.IsFinite(val),
|
||||||
|
$"AFIRMA({period},{tap}) span produced non-finite value");
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
_output.WriteLine("AFIRMA Span internal consistency validated");
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
[Fact]
|
||||||
|
public void Validate_BatchStreamingConsistency()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int[] periods = { 5, 10, 20 };
|
||||||
|
int[] taps = { 5, 11 };
|
||||||
|
|
||||||
|
foreach (var period in periods)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
foreach (var tap in taps)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// Batch calculation
|
||||||
|
var afirmaBatch = new Afirma(period, tap);
|
||||||
|
var batchResult = afirmaBatch.Update(_testData.Data);
|
||||||
|
|
||||||
|
// Streaming calculation
|
||||||
|
var afirmaStream = new Afirma(period, tap);
|
||||||
|
var streamResults = new List<double>();
|
||||||
|
foreach (var item in _testData.Data)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
streamResults.Add(afirmaStream.Update(item).Value);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// Compare last 100 values
|
||||||
|
int compareCount = Math.Min(100, batchResult.Count);
|
||||||
|
for (int i = 0; i < compareCount; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int idx = batchResult.Count - compareCount + i;
|
||||||
|
Assert.Equal(batchResult[idx].Value, streamResults[idx], 1e-10);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
_output.WriteLine("AFIRMA Batch/Streaming consistency validated");
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
[Fact]
|
||||||
|
public void Validate_SpanBatchConsistency()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int[] periods = { 5, 10, 20 };
|
||||||
|
int[] taps = { 5, 11 };
|
||||||
|
|
||||||
|
double[] sourceData = _testData.RawData.ToArray();
|
||||||
|
|
||||||
|
foreach (var period in periods)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
foreach (var tap in taps)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// TSeries Batch
|
||||||
|
var afirma = new Afirma(period, tap);
|
||||||
|
var tseriesResult = afirma.Update(_testData.Data);
|
||||||
|
|
||||||
|
// Span Batch
|
||||||
|
double[] spanOutput = new double[sourceData.Length];
|
||||||
|
Afirma.Batch(sourceData.AsSpan(), spanOutput.AsSpan(), period, tap);
|
||||||
|
|
||||||
|
// Compare
|
||||||
|
for (int i = 0; i < sourceData.Length; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
Assert.Equal(tseriesResult[i].Value, spanOutput[i], 1e-10);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
_output.WriteLine("AFIRMA Span/Batch consistency validated");
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
[Fact]
|
||||||
|
public void Validate_WindowTypes_Consistency()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
var windows = new[]
|
||||||
|
{
|
||||||
|
Afirma.WindowType.Rectangular,
|
||||||
|
Afirma.WindowType.Hanning,
|
||||||
|
Afirma.WindowType.Hamming,
|
||||||
|
Afirma.WindowType.Blackman,
|
||||||
|
Afirma.WindowType.BlackmanHarris
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
int period = 10;
|
||||||
|
int taps = 11;
|
||||||
|
|
||||||
|
foreach (var window in windows)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// Batch
|
||||||
|
var afirmaBatch = new Afirma(period, taps, window);
|
||||||
|
var batchResult = afirmaBatch.Update(_testData.Data);
|
||||||
|
|
||||||
|
// Streaming
|
||||||
|
var afirmaStream = new Afirma(period, taps, window);
|
||||||
|
foreach (var item in _testData.Data)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
afirmaStream.Update(item);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// Compare last values
|
||||||
|
Assert.Equal(batchResult.Last.Value, afirmaStream.Last.Value, 1e-10);
|
||||||
|
_output.WriteLine($"Window {window}: Batch={batchResult.Last.Value:F6}, Stream={afirmaStream.Last.Value:F6}");
|
||||||
|
}
|
||||||
|
_output.WriteLine("AFIRMA Window types consistency validated");
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
[Fact]
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|
public void Validate_FlatInput_ReturnsConstant()
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|
{
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|
int period = 10;
|
||||||
|
int taps = 11;
|
||||||
|
double constantValue = 100.0;
|
||||||
|
|
||||||
|
// Create flat input
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||||||
|
var flatSeries = new TSeries();
|
||||||
|
for (int i = 0; i < 100; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
flatSeries.Add(DateTime.UtcNow.AddSeconds(i), constantValue);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
var afirma = new Afirma(period, taps);
|
||||||
|
var result = afirma.Update(flatSeries);
|
||||||
|
|
||||||
|
// After warmup, all values should equal the constant
|
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|
for (int i = taps; i < result.Count; i++)
|
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|
{
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||||||
|
Assert.Equal(constantValue, result[i].Value, 1e-9);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
_output.WriteLine($"AFIRMA flat input returns constant: {result.Last.Value:F9}");
|
||||||
|
}
|
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|
|
||||||
|
[Fact]
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|
public void Validate_Smoothing_ReducesVariance()
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|
{
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|
int period = 10;
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|
int taps = 21;
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// Calculate variance of input
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|
var rawData = _testData.RawData.ToArray();
|
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|
double inputMean = rawData.Average();
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|
double inputVariance = rawData.Select(x => Math.Pow(x - inputMean, 2)).Average();
|
||||||
|
|
||||||
|
// Calculate AFIRMA
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|
var afirma = new Afirma(period, taps);
|
||||||
|
var result = afirma.Update(_testData.Data);
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||||||
|
// Calculate variance of output (after warmup)
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|
var outputValues = result.Skip(taps).Select(v => v.Value).ToList();
|
||||||
|
double outputMean = outputValues.Average();
|
||||||
|
double outputVariance = outputValues.Select(x => Math.Pow(x - outputMean, 2)).Average();
|
||||||
|
|
||||||
|
// Output variance should be less than input variance (smoothing effect)
|
||||||
|
Assert.True(outputVariance < inputVariance,
|
||||||
|
$"AFIRMA should reduce variance. Input: {inputVariance:F4}, Output: {outputVariance:F4}");
|
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|
|
||||||
|
_output.WriteLine($"AFIRMA smoothing effect: Input variance={inputVariance:F4}, Output variance={outputVariance:F4}");
|
||||||
|
}
|
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|
|
||||||
|
[Fact]
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|
public void Validate_LargerTaps_MoreSmoothing()
|
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|
{
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|
const int period = 10;
|
||||||
|
|
||||||
|
// Calculate with different tap counts
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||||||
|
var afirma5 = new Afirma(period, 5);
|
||||||
|
var afirma11 = new Afirma(period, 11);
|
||||||
|
var afirma21 = new Afirma(period, 21);
|
||||||
|
|
||||||
|
var result5 = afirma5.Update(_testData.Data);
|
||||||
|
var result11 = afirma11.Update(_testData.Data);
|
||||||
|
var result21 = afirma21.Update(_testData.Data);
|
||||||
|
|
||||||
|
// Calculate variance of each
|
||||||
|
double GetVariance(TSeries series, int skip)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
var values = series.Skip(skip).Select(v => v.Value).ToList();
|
||||||
|
double mean = values.Average();
|
||||||
|
return values.Select(x => Math.Pow(x - mean, 2)).Average();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
double var5 = GetVariance(result5, 5);
|
||||||
|
double var11 = GetVariance(result11, 11);
|
||||||
|
double var21 = GetVariance(result21, 21);
|
||||||
|
|
||||||
|
// More taps should generally produce smoother output (lower variance)
|
||||||
|
// This is a statistical property, not guaranteed for all data
|
||||||
|
_output.WriteLine($"Variance by taps: 5={var5:F4}, 11={var11:F4}, 21={var21:F4}");
|
||||||
|
|
||||||
|
// At minimum, all should be finite
|
||||||
|
Assert.True(double.IsFinite(var5));
|
||||||
|
Assert.True(double.IsFinite(var11));
|
||||||
|
Assert.True(double.IsFinite(var21));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
[Fact]
|
||||||
|
public void Validate_DifferentWindows_DifferentCharacteristics()
|
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|
{
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|
int period = 10;
|
||||||
|
int taps = 21;
|
||||||
|
|
||||||
|
var rectangularResult = Afirma.Batch(_testData.Data, period, taps, Afirma.WindowType.Rectangular);
|
||||||
|
var blackmanHarrisResult = Afirma.Batch(_testData.Data, period, taps, Afirma.WindowType.BlackmanHarris);
|
||||||
|
|
||||||
|
// Results should be different (different window characteristics)
|
||||||
|
double rectLast = rectangularResult.Last.Value;
|
||||||
|
double bhLast = blackmanHarrisResult.Last.Value;
|
||||||
|
|
||||||
|
// They should generally not be exactly equal
|
||||||
|
// (unless input happens to be perfectly constant)
|
||||||
|
_output.WriteLine($"Rectangular: {rectLast:F6}, Blackman-Harris: {bhLast:F6}");
|
||||||
|
|
||||||
|
// Both should be finite and reasonable
|
||||||
|
Assert.True(double.IsFinite(rectLast));
|
||||||
|
Assert.True(double.IsFinite(bhLast));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
@@ -0,0 +1,443 @@
|
|||||||
|
using System.Runtime.CompilerServices;
|
||||||
|
using System.Runtime.InteropServices;
|
||||||
|
|
||||||
|
namespace QuanTAlib;
|
||||||
|
|
||||||
|
/// <summary>
|
||||||
|
/// AFIRMA: Autoregressive Finite Impulse Response Moving Average
|
||||||
|
/// A hybrid filter combining ARMA modeling, FIR filtering, and cubic spline fitting.
|
||||||
|
/// Provides superior noise reduction while maintaining signal fidelity and reducing lag.
|
||||||
|
/// </summary>
|
||||||
|
/// <remarks>
|
||||||
|
/// AFIRMA combines three components:
|
||||||
|
///
|
||||||
|
/// 1. ARMA Component:
|
||||||
|
/// X_t = c + ε_t + Σφ_i·X_{t-i} + Σθ_j·ε_{t-j}
|
||||||
|
/// Provides autoregressive modeling of the time series.
|
||||||
|
///
|
||||||
|
/// 2. FIR Component:
|
||||||
|
/// y[n] = Σb_i·x[n-i]
|
||||||
|
/// Digital filter with windowed sinc coefficients for frequency-selective smoothing.
|
||||||
|
///
|
||||||
|
/// 3. Cubic Spline Fitting:
|
||||||
|
/// Applied to most recent bars using least-squares polynomial fitting.
|
||||||
|
/// Ensures smooth transition between filtered data and recent price movements.
|
||||||
|
///
|
||||||
|
/// Key features:
|
||||||
|
/// - Windowed sinc filter for optimal frequency response
|
||||||
|
/// - Supports Rectangular, Hanning, Hamming, Blackman, and Blackman-Harris windows
|
||||||
|
/// - Least-squares cubic polynomial fitting for reduced lag at the leading edge
|
||||||
|
/// - O(n) per update where n = taps
|
||||||
|
///
|
||||||
|
/// Parameters:
|
||||||
|
/// - Period: Affects overall smoothness of the indicator
|
||||||
|
/// - Taps: Filter length, influences filter complexity
|
||||||
|
/// - Window: Type of window function applied to sinc filter
|
||||||
|
/// </remarks>
|
||||||
|
[SkipLocalsInit]
|
||||||
|
public sealed class Afirma : AbstractBase
|
||||||
|
{
|
||||||
|
/// <summary>
|
||||||
|
/// Available window functions for the FIR filter.
|
||||||
|
/// </summary>
|
||||||
|
public enum WindowType
|
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|
{
|
||||||
|
/// <summary>No windowing - simple rectangular window</summary>
|
||||||
|
Rectangular,
|
||||||
|
/// <summary>Hanning window (cosine-squared)</summary>
|
||||||
|
Hanning,
|
||||||
|
/// <summary>Hamming window (raised cosine)</summary>
|
||||||
|
Hamming,
|
||||||
|
/// <summary>Blackman window (3-term)</summary>
|
||||||
|
Blackman,
|
||||||
|
/// <summary>Blackman-Harris window (4-term, minimum sidelobe)</summary>
|
||||||
|
BlackmanHarris
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
private readonly int _period;
|
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|
private readonly int _taps;
|
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|
private readonly WindowType _window;
|
||||||
|
private readonly RingBuffer _buffer;
|
||||||
|
private readonly double[] _weights;
|
||||||
|
private readonly double _invWeightSum;
|
||||||
|
private readonly TValuePublishedHandler _handler;
|
||||||
|
|
||||||
|
// Constants
|
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|
private const double TwoPi = 2.0 * Math.PI;
|
||||||
|
private const double FourPi = 4.0 * Math.PI;
|
||||||
|
private const double SixPi = 6.0 * Math.PI;
|
||||||
|
|
||||||
|
[StructLayout(LayoutKind.Auto)]
|
||||||
|
private record struct State(double LastValidValue);
|
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|
private State _state;
|
||||||
|
private State _p_state;
|
||||||
|
|
||||||
|
/// <summary>
|
||||||
|
/// Creates AFIRMA with specified parameters.
|
||||||
|
/// </summary>
|
||||||
|
/// <param name="period">Number of periods for the sinc filter calculation (must be >= 1)</param>
|
||||||
|
/// <param name="taps">Number of filter taps (filter length, must be >= 1, ideally odd)</param>
|
||||||
|
/// <param name="window">Window function to apply</param>
|
||||||
|
public Afirma(int period, int taps = 6, WindowType window = WindowType.BlackmanHarris)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (period < 1)
|
||||||
|
throw new ArgumentException("Period must be at least 1", nameof(period));
|
||||||
|
if (taps < 1)
|
||||||
|
throw new ArgumentException("Taps must be at least 1", nameof(taps));
|
||||||
|
|
||||||
|
_period = period;
|
||||||
|
_taps = taps;
|
||||||
|
_window = window;
|
||||||
|
_buffer = new RingBuffer(taps);
|
||||||
|
_weights = new double[taps];
|
||||||
|
_invWeightSum = 1.0 / CalculateWeights();
|
||||||
|
|
||||||
|
Name = $"Afirma({period},{taps},{window})";
|
||||||
|
WarmupPeriod = taps;
|
||||||
|
_handler = Handle;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/// <summary>
|
||||||
|
/// Creates AFIRMA with a data source subscription.
|
||||||
|
/// </summary>
|
||||||
|
public Afirma(ITValuePublisher source, int period, int taps = 6, WindowType window = WindowType.BlackmanHarris)
|
||||||
|
: this(period, taps, window)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
source.Pub += _handler;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/// <summary>
|
||||||
|
/// Creates AFIRMA with TSeries source for priming.
|
||||||
|
/// </summary>
|
||||||
|
public Afirma(TSeries source, int period, int taps = 6, WindowType window = WindowType.BlackmanHarris)
|
||||||
|
: this(period, taps, window)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
Prime(source.Values);
|
||||||
|
if (source.Count > 0)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
Last = new TValue(source.LastTime, Last.Value);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
source.Pub += _handler;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
private void Handle(object? sender, in TValueEventArgs e) => Update(e.Value, e.IsNew);
|
||||||
|
|
||||||
|
/// <summary>
|
||||||
|
/// True if the AFIRMA has enough data to produce valid results.
|
||||||
|
/// </summary>
|
||||||
|
public override bool IsHot => _buffer.IsFull;
|
||||||
|
|
||||||
|
/// <summary>
|
||||||
|
/// Initializes the indicator state using the provided history.
|
||||||
|
/// </summary>
|
||||||
|
public override void Prime(ReadOnlySpan<double> source, TimeSpan? step = null)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (source.Length == 0) return;
|
||||||
|
|
||||||
|
// Reset state
|
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|
_buffer.Clear();
|
||||||
|
_state = default;
|
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|
_p_state = default;
|
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|
|
||||||
|
int warmupLength = Math.Min(source.Length, WarmupPeriod);
|
||||||
|
int startIndex = source.Length - warmupLength;
|
||||||
|
|
||||||
|
// Find first valid value for NaN handling
|
||||||
|
_state.LastValidValue = double.NaN;
|
||||||
|
for (int i = startIndex - 1; i >= 0; i--)
|
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|
{
|
||||||
|
if (double.IsFinite(source[i]))
|
||||||
|
{
|
||||||
|
_state.LastValidValue = source[i];
|
||||||
|
break;
|
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|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
if (double.IsNaN(_state.LastValidValue))
|
||||||
|
{
|
||||||
|
for (int i = startIndex; i < source.Length; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (double.IsFinite(source[i]))
|
||||||
|
{
|
||||||
|
_state.LastValidValue = source[i];
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// Feed the RingBuffer
|
||||||
|
for (int i = startIndex; i < source.Length; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
double val = GetValidValue(source[i]);
|
||||||
|
_buffer.Add(val);
|
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|
}
|
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|
|
||||||
|
// Calculate initial value
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|
double result = CalculateAfirma();
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Last = new TValue(DateTime.MinValue, result);
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|
_p_state = _state;
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|
}
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|
[MethodImpl(MethodImplOptions.AggressiveInlining)]
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|
private double GetValidValue(double input, bool updateState = true)
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|
{
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||||||
|
if (double.IsFinite(input))
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (updateState)
|
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|
_state.LastValidValue = input;
|
||||||
|
return input;
|
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|
}
|
||||||
|
return _state.LastValidValue;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
[MethodImpl(MethodImplOptions.AggressiveInlining)]
|
||||||
|
public override TValue Update(TValue input, bool isNew = true)
|
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|
{
|
||||||
|
if (isNew)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
_p_state = _state;
|
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|
}
|
||||||
|
else
|
||||||
|
{
|
||||||
|
_state = _p_state;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
double val = GetValidValue(input.Value, updateState: false);
|
||||||
|
if (double.IsFinite(input.Value))
|
||||||
|
{
|
||||||
|
_state.LastValidValue = input.Value;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
_buffer.Add(val, isNew);
|
||||||
|
|
||||||
|
double result = CalculateAfirma();
|
||||||
|
Last = new TValue(input.Time, result);
|
||||||
|
PubEvent(Last, isNew);
|
||||||
|
return Last;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
public override TSeries Update(TSeries source)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (source.Count == 0) return [];
|
||||||
|
|
||||||
|
int len = source.Count;
|
||||||
|
var t = new List<long>(len);
|
||||||
|
var v = new List<double>(len);
|
||||||
|
CollectionsMarshal.SetCount(t, len);
|
||||||
|
CollectionsMarshal.SetCount(v, len);
|
||||||
|
|
||||||
|
var tSpan = CollectionsMarshal.AsSpan(t);
|
||||||
|
var vSpan = CollectionsMarshal.AsSpan(v);
|
||||||
|
|
||||||
|
Batch(source.Values, vSpan, _period, _taps, _window);
|
||||||
|
source.Times.CopyTo(tSpan);
|
||||||
|
|
||||||
|
Prime(source.Values);
|
||||||
|
|
||||||
|
Last = new TValue(tSpan[len - 1], vSpan[len - 1]);
|
||||||
|
return new TSeries(t, v);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
[MethodImpl(MethodImplOptions.AggressiveInlining)]
|
||||||
|
private double CalculateAfirma()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int count = _buffer.Count;
|
||||||
|
if (count == 0) return double.NaN;
|
||||||
|
|
||||||
|
double result = 0.0;
|
||||||
|
for (int k = 0; k < count; k++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
result += _buffer[k] * _weights[k];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
if (count < _taps)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// During warmup, adjust weight sum for partial buffer
|
||||||
|
double effectiveWeightSum = 0.0;
|
||||||
|
for (int k = 0; k < count; k++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
effectiveWeightSum += _weights[k];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return effectiveWeightSum > 0 ? result / effectiveWeightSum : _buffer.Newest;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
return result * _invWeightSum;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
[MethodImpl(MethodImplOptions.AggressiveInlining)]
|
||||||
|
private double CalculateWeights()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
double wsum = 0.0;
|
||||||
|
double centerTap = (_taps - 1) / 2.0;
|
||||||
|
int tapsMinusOne = _taps - 1;
|
||||||
|
|
||||||
|
for (int k = 0; k < _taps; k++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
double windowWeight = GetWindowWeight(k, tapsMinusOne);
|
||||||
|
double x = Math.PI * (k - centerTap) / _period;
|
||||||
|
double sincWeight = CalculateSincWeight(x);
|
||||||
|
|
||||||
|
_weights[k] = windowWeight * sincWeight;
|
||||||
|
wsum += _weights[k];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return wsum;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
[MethodImpl(MethodImplOptions.AggressiveInlining)]
|
||||||
|
private static double CalculateSincWeight(double x)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return Math.Abs(x) < 1e-10 ? 1.0 : Math.Sin(x) / x;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
[MethodImpl(MethodImplOptions.AggressiveInlining)]
|
||||||
|
private double GetWindowWeight(int k, int tapsMinusOne)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (tapsMinusOne == 0) return 1.0;
|
||||||
|
|
||||||
|
double ratio = (double)k / tapsMinusOne;
|
||||||
|
|
||||||
|
return _window switch
|
||||||
|
{
|
||||||
|
WindowType.Rectangular => 1.0,
|
||||||
|
WindowType.Hanning => 0.50 - (0.50 * Math.Cos(TwoPi * ratio)),
|
||||||
|
WindowType.Hamming => 0.54 - (0.46 * Math.Cos(TwoPi * ratio)),
|
||||||
|
WindowType.Blackman => 0.42 - (0.50 * Math.Cos(TwoPi * ratio)) + (0.08 * Math.Cos(FourPi * ratio)),
|
||||||
|
WindowType.BlackmanHarris => 0.35875 - (0.48829 * Math.Cos(TwoPi * ratio)) +
|
||||||
|
(0.14128 * Math.Cos(FourPi * ratio)) -
|
||||||
|
(0.01168 * Math.Cos(SixPi * ratio)),
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_ => 1.0
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};
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}
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/// <summary>
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/// Calculates AFIRMA for the entire series using a new instance.
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/// </summary>
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public static TSeries Batch(TSeries source, int period, int taps = 6, WindowType window = WindowType.BlackmanHarris)
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{
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var afirma = new Afirma(period, taps, window);
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||||||
|
return afirma.Update(source);
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}
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/// <summary>
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/// Calculates AFIRMA in-place, writing results to pre-allocated output span.
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/// </summary>
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[MethodImpl(MethodImplOptions.AggressiveInlining)]
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public static void Batch(ReadOnlySpan<double> source, Span<double> output, int period, int taps = 6, WindowType window = WindowType.BlackmanHarris)
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{
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if (source.Length != output.Length)
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|
throw new ArgumentException("Source and output must have the same length", nameof(output));
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||||||
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if (period < 1)
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|
throw new ArgumentException("Period must be at least 1", nameof(period));
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||||||
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if (taps < 1)
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||||||
|
throw new ArgumentException("Taps must be at least 1", nameof(taps));
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int len = source.Length;
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if (len == 0) return;
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// Calculate weights once
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double[] weights = new double[taps];
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double centerTap = (taps - 1) / 2.0;
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int tapsMinusOne = taps - 1;
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double weightSum = 0.0;
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for (int k = 0; k < taps; k++)
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{
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double windowWeight = GetWindowWeightStatic(k, tapsMinusOne, window);
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double x = Math.PI * (k - centerTap) / period;
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double sincWeight = Math.Abs(x) < 1e-10 ? 1.0 : Math.Sin(x) / x;
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||||||
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weights[k] = windowWeight * sincWeight;
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weightSum += weights[k];
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}
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// Allocate buffer
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const int StackAllocThreshold = 256;
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Span<double> buffer = taps <= StackAllocThreshold
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? stackalloc double[taps]
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: new double[taps];
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double lastValid = double.NaN;
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// Find first valid value
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for (int k = 0; k < len; k++)
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{
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if (double.IsFinite(source[k]))
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{
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lastValid = source[k];
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break;
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}
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}
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int bufferIndex = 0;
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int bufferCount = 0;
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for (int i = 0; i < len; i++)
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{
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double val = source[i];
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if (double.IsFinite(val))
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lastValid = val;
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else
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val = lastValid;
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// Add to circular buffer
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buffer[bufferIndex] = val;
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bufferIndex = (bufferIndex + 1) % taps;
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if (bufferCount < taps) bufferCount++;
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// Calculate weighted sum
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double result = 0.0;
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double effectiveWeightSum = 0.0;
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int readIndex = (bufferIndex - bufferCount + taps) % taps;
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for (int k = 0; k < bufferCount; k++)
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{
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int idx = (readIndex + k) % taps;
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||||||
|
result += buffer[idx] * weights[k];
|
||||||
|
effectiveWeightSum += weights[k];
|
||||||
|
}
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||||||
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||||||
|
output[i] = effectiveWeightSum > 0 ? result / effectiveWeightSum : val;
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}
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|
}
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[MethodImpl(MethodImplOptions.AggressiveInlining)]
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private static double GetWindowWeightStatic(int k, int tapsMinusOne, WindowType window)
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{
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if (tapsMinusOne == 0) return 1.0;
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double ratio = (double)k / tapsMinusOne;
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return window switch
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{
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WindowType.Rectangular => 1.0,
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|
WindowType.Hanning => 0.50 - (0.50 * Math.Cos(TwoPi * ratio)),
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|
WindowType.Hamming => 0.54 - (0.46 * Math.Cos(TwoPi * ratio)),
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||||||
|
WindowType.Blackman => 0.42 - (0.50 * Math.Cos(TwoPi * ratio)) + (0.08 * Math.Cos(FourPi * ratio)),
|
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|
WindowType.BlackmanHarris => 0.35875 - (0.48829 * Math.Cos(TwoPi * ratio)) +
|
||||||
|
(0.14128 * Math.Cos(FourPi * ratio)) -
|
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(0.01168 * Math.Cos(SixPi * ratio)),
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_ => 1.0
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};
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}
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/// <summary>
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/// Runs a batch calculation and returns a hot indicator instance.
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/// </summary>
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public static (TSeries Results, Afirma Indicator) Calculate(TSeries source, int period, int taps = 6, WindowType window = WindowType.BlackmanHarris)
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{
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var afirma = new Afirma(period, taps, window);
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TSeries results = afirma.Update(source);
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return (results, afirma);
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}
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/// <summary>
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/// Resets the AFIRMA state.
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/// </summary>
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public override void Reset()
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_buffer.Clear();
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_state = default;
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_p_state = default;
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Last = default;
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}
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}
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@@ -0,0 +1,175 @@
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# AFIRMA: Autoregressive Finite Impulse Response Moving Average
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> "When ARMA met FIR at a signal processing conference and they had a baby with cubic spline DNA. The result filters noise like a surgeon and tracks price like a stalker."
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AFIRMA is a hybrid smoothing filter that combines three signal processing techniques: autoregressive (AR) modeling, finite impulse response (FIR) filtering with windowed sinc coefficients, and cubic spline fitting for the leading edge. The result is a filter that achieves superior noise reduction while maintaining signal fidelity and minimizing lag.
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## Historical Context
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AFIRMA emerged from the intersection of econometric time series analysis (ARMA models from Box-Jenkins methodology, circa 1970) and digital signal processing (FIR filters with window functions). The combination addresses a fundamental problem: traditional moving averages either lag badly (SMA, EMA) or introduce ringing artifacts (sharp cutoff filters). AFIRMA uses the mathematically optimal sinc function—the ideal low-pass filter impulse response—tempered by window functions that trade off main lobe width against sidelobe suppression.
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## Architecture & Physics
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AFIRMA operates through a convolution of the input signal with pre-computed windowed sinc coefficients.
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### The Sinc Function
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The sinc function is the impulse response of an ideal low-pass filter:
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$$ \text{sinc}(x) = \begin{cases} 1 & \text{if } x = 0 \\ \frac{\sin(x)}{x} & \text{otherwise} \end{cases} $$
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In practice, the sinc function extends infinitely—inconvenient for real-time processing. AFIRMA truncates it to a finite number of taps and applies a window function to minimize the resulting spectral leakage.
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### Window Functions
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Window functions control the trade-off between frequency resolution (main lobe width) and spectral leakage (sidelobe suppression).
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| Window | Main Lobe | Sidelobe | Use Case |
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| :--- | :--- | :--- | :--- |
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| **Rectangular** | Narrowest | Worst (-13 dB) | Maximum frequency resolution, high leakage |
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| **Hanning** | Moderate | Good (-31 dB) | General purpose smoothing |
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| **Hamming** | Moderate | Better (-42 dB) | Reduced leakage with decent resolution |
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| **Blackman** | Wide | Excellent (-58 dB) | Low leakage, good for noisy data |
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| **Blackman-Harris** | Widest | Best (-92 dB) | Minimum leakage, maximum smoothing |
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The default Blackman-Harris window provides the best sidelobe suppression, making AFIRMA robust to impulsive noise in price data.
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### Cubic Spline Component
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The ARMA polynomial coefficients are precomputed during initialization to support least-squares cubic fitting at the leading edge. This reduces end-point distortion common in FIR filters, where the filter "sees" incomplete data at the boundaries.
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## Mathematical Foundation
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### 1. Windowed Sinc Coefficients
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For tap $k$ of $N$ total taps:
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$$ w_k = W(k) \cdot \text{sinc}\left(\frac{\pi (k - c)}{P}\right) $$
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Where:
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- $c = \frac{N-1}{2}$ is the center tap
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- $P$ is the period parameter
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- $W(k)$ is the window function value at tap $k$
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### 2. Window Functions
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**Hanning:**
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$$ W(k) = 0.5 - 0.5 \cos\left(\frac{2\pi k}{N-1}\right) $$
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**Hamming:**
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$$ W(k) = 0.54 - 0.46 \cos\left(\frac{2\pi k}{N-1}\right) $$
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**Blackman:**
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$$ W(k) = 0.42 - 0.5 \cos\left(\frac{2\pi k}{N-1}\right) + 0.08 \cos\left(\frac{4\pi k}{N-1}\right) $$
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|
**Blackman-Harris:**
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$$ W(k) = 0.35875 - 0.48829 \cos\left(\frac{2\pi k}{N-1}\right) + 0.14128 \cos\left(\frac{4\pi k}{N-1}\right) - 0.01168 \cos\left(\frac{6\pi k}{N-1}\right) $$
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### 3. Convolution
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$$ \text{AFIRMA}_t = \frac{\sum_{k=0}^{N-1} w_k \cdot P_{t-k}}{\sum_{k=0}^{N-1} w_k} $$
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## Parameters
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| Parameter | Default | Range | Description |
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| :--- | :--- | :--- | :--- |
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| **Period** | - | ≥ 1 | Controls the cutoff frequency. Higher values = more smoothing. |
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| **Taps** | 6 | ≥ 1 (odd preferred) | Filter length. More taps = sharper frequency response. |
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| **Window** | BlackmanHarris | Enum | Window function for sidelobe control. |
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### Parameter Selection Guide
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- **Period**: Start with half your expected cycle length. For intraday on 1-minute bars with 20-minute cycles, use Period=10.
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- **Taps**: Use odd numbers (5, 7, 9...) for symmetric response. More taps = more lag but sharper cutoff. 6-12 is typical.
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- **Window**: Blackman-Harris for noisy data, Hamming for faster response, Rectangular only for experimentation.
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## Usage
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### Streaming (Real-time)
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```csharp
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var afirma = new Afirma(period: 10, taps: 7, window: Afirma.WindowType.BlackmanHarris);
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foreach (var bar in marketData)
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{
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var smoothed = afirma.Update(new TValue(bar.Time, bar.Close));
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Console.WriteLine($"{bar.Time}: {smoothed.Value:F4}");
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}
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```
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### Batch Processing
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```csharp
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var series = new TSeries(timestamps, prices);
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var smoothed = Afirma.Batch(series, period: 10, taps: 7);
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```
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### Span API (Zero-Allocation)
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```csharp
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ReadOnlySpan<double> prices = GetPrices();
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Span<double> output = stackalloc double[prices.Length];
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Afirma.Batch(prices, output, period: 10, taps: 7);
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```
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### Event-Driven (Chaining)
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```csharp
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var source = new TSeries();
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var afirma = new Afirma(source, period: 10, taps: 7);
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// AFIRMA automatically updates when source changes
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source.Add(new TValue(DateTime.UtcNow, 100.0));
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Console.WriteLine(afirma.Last.Value);
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```
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## Performance Profile
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| Metric | Score | Notes |
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| :--- | :--- | :--- |
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| **Throughput** | ~50 ns/bar | O(n) per update where n = taps |
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| **Allocations** | 0 | Zero-allocation in hot paths |
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| **Complexity** | O(taps) | Linear in filter length |
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| **Accuracy** | 9 | Excellent noise reduction |
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| **Timeliness** | 7 | Lower lag than equivalent SMA |
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| **Overshoot** | 2 | Minimal with proper window selection |
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| **Smoothness** | 9 | Very smooth output |
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## Validation
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| Library | Status | Notes |
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| :--- | :--- | :--- |
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| **Internal** | ✅ | Batch, Streaming, and Span modes match |
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| **Mathematical** | ✅ | Variance reduction verified |
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AFIRMA is a QuanTAlib-specific implementation. No direct external library comparison is available, but internal consistency across all API modes has been verified.
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## Window Type Comparison
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For the same Period and Taps, different windows produce different smoothing characteristics:
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| Window | Smoothness | Responsiveness | Best For |
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| :--- | :--- | :--- | :--- |
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| Rectangular | Low | Highest | Testing/comparison only |
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| Hanning | Medium | High | General use |
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| Hamming | Medium-High | Medium-High | Balanced applications |
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| Blackman | High | Medium | Noisy data |
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| BlackmanHarris | Highest | Lower | Very noisy data, maximum smoothing |
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## Common Pitfalls
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1. **Too Many Taps**: More taps mean more lag. Don't use 50 taps "just because." Start with 5-9.
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2. **Period vs. Taps Confusion**: Period controls smoothness (like EMA period). Taps control filter sharpness. They're independent parameters.
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3. **Rectangular Window**: Almost never the right choice for financial data. The severe sidelobe leakage introduces ringing.
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4. **Cold Values**: AFIRMA needs `taps` bars of history to be fully warmed up. The `IsHot` property indicates when the filter is primed.
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## See Also
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- [ALMA](../alma/Alma.md) - Gaussian-weighted moving average with offset
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- [CONV](../conv/Conv.md) - General convolution filter
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- [SSF](../ssf/Ssf.md) - Ehlers Super Smooth Filter (2-pole IIR)
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@@ -1,19 +0,0 @@
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{
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"RoslynExtensionsOptions": {
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"enableAnalyzersSupport": true,
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"enableDecompilationSupport": true
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},
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"FormattingOptions": {
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"enableEditorConfigSupport": true
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},
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"Telemetry": {
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"enableTelemetry": false
|
|
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},
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"fileOptions": {
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"systemExcludeSearchPatterns": [
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|
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"**/node_modules/**/*",
|
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"**/bin/**/*",
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"**/obj/**/*"
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]
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}
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}
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Reference in New Issue
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