zszq-trs/YLErpDAL/BLL/Calculation/V2/GreeksBumpCalculator.cs

using System;

namespace YLErp.BLL.Calculation.V2
{
    /// <summary>
    /// 风险因子种类，用于后续 ValueCalculator 薄接入层签名（CalcPvAtBumpedRiskFactor）。
    /// 当前 GreeksBumpCalculator 纯类本身不依赖它，仅作为对外契约的一部分。
    /// </summary>
    public enum RiskFactorKind
    {
        /// <summary>标的价 S</summary>
        Price,
        /// <summary>无风险利率 r</summary>
        Rate,
        /// <summary>波动率 σ</summary>
        Volatility
    }

    /// <summary>
    /// 扰动步长规格：决定有限差分用的 ε。
    /// <list type="bullet">
    ///   <item><description>Relative：ε = max(|x| * Value, Floor)，适合指数等大量级标的，避免绝对 1bp 落入浮点舍入区。</description></item>
    ///   <item><description>Absolute：ε = Value，等价系统现行“标的价格偏移绝对 1bp”的做法。</description></item>
    /// </list>
    /// 默认 Floor 极小，仅防止 x=0 时 ε=0 导致除零。
    /// </summary>
    public readonly struct BumpSpec
    {
        /// <summary>步长模式</summary>
        public enum Mode
        {
            /// <summary>相对步长（推荐，量级自适应）</summary>
            Relative,
            /// <summary>绝对步长</summary>
            Absolute
        }

        /// <summary>步长模式</summary>
        public Mode Kind { get; }

        /// <summary>步长数值（Relative 时为相对比例，Absolute 时为绝对量）</summary>
        public decimal Value { get; }

        /// <summary>相对步长下限（防止 |x| 过小导致 ε→0）</summary>
        public decimal Floor { get; }

        /// <summary>构造步长规格</summary>
        public BumpSpec(Mode kind, decimal value, decimal floor = 0.00000001m)
        {
            Kind = kind;
            Value = value;
            Floor = floor;
        }

        /// <summary>相对步长（value 为相对比例，如 0.0005m = 0.05%）</summary>
        public static BumpSpec Relative(decimal value) => new(Mode.Relative, value);

        /// <summary>绝对步长（value 为绝对量，如 0.0001m = 1bp）</summary>
        public static BumpSpec Absolute(decimal value) => new(Mode.Absolute, value);

        /// <summary>把规格解析成实际 ε（用 decimal，避免 double 精度漂移）</summary>
        public decimal Resolve(decimal x)
        {
            if (Kind == Mode.Absolute) return Value;
            var eps = Math.Abs(x) * Value;
            return eps < Floor ? Floor : eps;
        }
    }

    /// <summary>
    /// 有限差分希腊字母计算引擎（纯函数，不依赖 QDP / DB）。
    /// <para>
    /// 通过委托 <c>pv(bumpedFactor)</c> 取得“风险因子被扰动到某值时的衍生品价值”，
    /// 再用中心差分估算一阶 / 二阶导。这是仓库层对 Greeks 口径的显式控制点，
    /// 可绕开 QDP 内部黑盒的步长 / 差分选择，并解决指数类标的使用绝对 1bp 步长失真的口径问题。
    /// </para>
    /// <para>
    /// 用法：业务侧把“价格 / 利率 / 波动率”各自封装成一个 <c>Func&lt;decimal,decimal&gt;</c> 委托传给本类；
    /// Delta/Gamma/Vega/Rho 等命名方法数学上都是同一差分算子，仅扰动的风险因子不同。
    /// </para>
    /// </summary>
    public sealed class GreeksBumpCalculator
    {
        /// <summary>一阶中心差分 Δ = [PV(x+ε) - PV(x-ε)] / (2ε)，误差 O(ε²)</summary>
        public decimal FirstOrderCentral(Func<decimal, decimal> pv, decimal x, BumpSpec bump)
        {
            ArgumentNullException.ThrowIfNull(pv);
            var eps = bump.Resolve(x);
            return (pv(x + eps) - pv(x - eps)) / (2m * eps);
        }

        /// <summary>二阶中心差分 Γ = [PV(x+ε) - 2·PV(x) + PV(x-ε)] / ε²，误差 O(ε²)</summary>
        public decimal SecondOrderCentral(Func<decimal, decimal> pv, decimal x, BumpSpec bump)
        {
            ArgumentNullException.ThrowIfNull(pv);
            var eps = bump.Resolve(x);
            return (pv(x + eps) - 2m * pv(x) + pv(x - eps)) / (eps * eps);
        }

        // —— 以下为按业务希腊字母命名的暴露，数学上都是上面两个差分算子，仅扰动因子不同 ——

        /// <summary>Delta：对标的价 S 的一阶中心差分</summary>
        public decimal Delta(Func<decimal, decimal> pv, decimal s, BumpSpec bump) => FirstOrderCentral(pv, s, bump);

        /// <summary>Gamma：对标的价 S 的二阶中心差分</summary>
        public decimal Gamma(Func<decimal, decimal> pv, decimal s, BumpSpec bump) => SecondOrderCentral(pv, s, bump);

        /// <summary>Vega：对波动率 σ 的一阶中心差分</summary>
        public decimal Vega(Func<decimal, decimal> pv, decimal sigma, BumpSpec bump) => FirstOrderCentral(pv, sigma, bump);

        /// <summary>Vega_r：对波动率 σ 的一阶中心差分（需求命名变体，等价于 Vega）</summary>
        public decimal VegaR(Func<decimal, decimal> pv, decimal sigma, BumpSpec bump) => FirstOrderCentral(pv, sigma, bump);

        /// <summary>Rho：对无风险利率 r 的一阶中心差分</summary>
        public decimal Rho(Func<decimal, decimal> pv, decimal r, BumpSpec bump) => FirstOrderCentral(pv, r, bump);

        /// <summary>Delta_r：对无风险利率 r 的一阶中心差分（需求命名变体，等价于 Rho）</summary>
        public decimal DeltaR(Func<decimal, decimal> pv, decimal r, BumpSpec bump) => FirstOrderCentral(pv, r, bump);

        /// <summary>Gamma_r：对无风险利率 r 的二阶中心差分</summary>
        public decimal GammaR(Func<decimal, decimal> pv, decimal r, BumpSpec bump) => SecondOrderCentral(pv, r, bump);

        /// <summary>
        /// 1BP 变体（Dollar Greek）：直接前向 bump 1bp 的 PV 差 = PV(x+1bp) - PV(x)，不除 ε，量纲为金额。
        /// 对应需求中的 Delta_r(1BP) / Gamma_r(1BP) / Vega_r(1BP)。
        /// </summary>
        public decimal BumpPv1Bp(Func<decimal, decimal> pv, decimal x, decimal oneBp = 0.0001m)
        {
            ArgumentNullException.ThrowIfNull(pv);
            return pv(x + oneBp) - pv(x);
        }
    }
}