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Multi_Swarm_Coevolutive/src/multi_swarm/ga/fitness.py
T
Adriano 1a1dfb7a73 feat(fitness): multi-objective combined = alpha*IS + (1-alpha)*OOS opt-in
Aggiunti due meccanismi per selection multi-objective:

1) Helper compute_combined_fitness(fit_train, fit_oos, alpha):
   formula = alpha*IS + (1-alpha)*OOS, fallback a IS se OOS è None/NaN.

2) RunConfig.eval_oos_during_loop (default False) + fitness_combined_alpha
   (default 0.5). Quando True E wfa_train_split attivo, ogni genome con
   fitness IS > 0 viene rivalutato su test_ohlcv DURANTE il loop GA e la
   fitness usata per tournament_select/elite_select è quella combinata.
   2x costo backtest engine (richiede 2 evaluation per genome).

3) CLI flags --eval-oos-during-loop e --fitness-combined-alpha.

Motivazione: il run phase2-7-max7y-v2-wfa-001 ha mostrato che il top by
fitness_IS (4e1be9fa, ratio OOS 0.31) NON è il top per performance OOS reale
(634111992702, ratio 1.42, ret_OOS +105% / 2.2y). Selezionare durante GA
con combined fitness orienta l'evoluzione verso strategie OOS-robust by
design invece di filtrarle a posteriori.

Backward compat: default eval_oos_during_loop=False → comportamento
invariato per run senza il flag.

Co-Authored-By: Claude Opus 4.7 (1M context) <noreply@anthropic.com>
2026-05-13 16:47:53 +02:00

109 lines
4.2 KiB
Python

"""Fitness function della Phase 1/2.
Combina :class:`FalsificationReport` (metriche di robustezza) e
:class:`AdversarialReport` (findings euristici) in uno scalare ``>= 0`` che il
GA usa per selezione e ranking.
**v1** (default, backward compat): ogni finding ``HIGH`` azzera la fitness.
Kill-switch hard a 360 gradi.
**v2** (opt-in via ``hard_kill_findings``): solo findings nel set ``hard_kill``
azzerano; gli altri HIGH applicano una penalità moltiplicativa
``1 / (1 + soft_penalty * n_soft_high)``. Restituisce gradient continuo anche
su strategie marginalmente killate da gate adversarial, permettendo
all'evoluzione di esplorare zone con 1-2 finding HIGH "soft" (es.
``fees_eat_alpha``, ``flat_too_long``, ``time_in_market_too_high``).
Formula::
sharpe_norm = 0.5 * (tanh(sharpe) + 1.0) # in [0, 1]
base = dsr_weight * dsr + sharpe_weight * sharpe_norm
dd_penalty = 1.0 / (1.0 + drawdown_penalty * max_drawdown)
adv_penalty = 1.0 (v1) o 1/(1+soft*n_soft_high) (v2)
fitness = max(0.0, base * dd_penalty * adv_penalty)
"""
from __future__ import annotations
import math
from collections.abc import Iterable
from ..agents.adversarial import AdversarialReport, Severity
from ..agents.falsification import FalsificationReport
def compute_combined_fitness(
fitness_train: float,
fitness_oos: float | None,
alpha: float = 0.5,
) -> float:
"""Combina fitness IS e OOS in uno scalare per selection multi-objective.
Formula::
combined = alpha * fitness_train + (1 - alpha) * fitness_oos
Se ``fitness_oos`` è ``None`` o NaN, ritorna ``fitness_train`` (fallback).
alpha=1.0 → solo IS (= comportamento default). alpha=0.0 → solo OOS.
alpha=0.5 → bilanciato.
"""
if fitness_oos is None or fitness_oos != fitness_oos: # noqa: PLR0124 (NaN check)
return fitness_train
return alpha * fitness_train + (1.0 - alpha) * fitness_oos
def compute_fitness(
falsification: FalsificationReport,
adversarial: AdversarialReport,
drawdown_penalty: float = 1.0,
dsr_weight: float = 0.5,
sharpe_weight: float = 0.5,
hard_kill_findings: Iterable[str] | None = None,
adversarial_soft_penalty: float = 0.4,
) -> float:
"""Calcola la fitness scalare di una strategia.
Args:
falsification: report con DSR, Sharpe, max_drawdown, n_trades.
adversarial: report con eventuali findings euristici.
drawdown_penalty: peso del max drawdown nel denominatore della
penalita' moltiplicativa (default 1.0).
dsr_weight: peso del DSR nella base (default 0.5).
sharpe_weight: peso dello Sharpe normalizzato nella base
(default 0.5).
hard_kill_findings: nomi di findings che azzerano la fitness se
``HIGH``. ``None`` (default v1) = TUTTI gli HIGH azzerano.
Per v2 passare es. ``{"no_trades", "degenerate"}``: solo
questi azzerano, gli altri HIGH applicano soft penalty.
adversarial_soft_penalty: in v2, fattore della penalità
moltiplicativa per ogni HIGH soft (default 0.4 →
``1/(1+0.4*n)``: 1 → 0.71, 2 → 0.56, 3 → 0.45).
Returns:
Fitness ``>= 0``. Zero indica strategia da scartare (no-trade o
kill adversarial).
"""
if falsification.n_trades == 0:
return 0.0
high_findings = [f for f in adversarial.findings if f.severity == Severity.HIGH]
if hard_kill_findings is None:
# v1: tutti gli HIGH azzerano la fitness.
if high_findings:
return 0.0
adv_penalty = 1.0
else:
# v2: solo finding con name in hard_kill_findings azzerano.
hard_set = frozenset(hard_kill_findings)
if any(f.name in hard_set for f in high_findings):
return 0.0
n_soft_high = sum(1 for f in high_findings if f.name not in hard_set)
adv_penalty = 1.0 / (1.0 + adversarial_soft_penalty * n_soft_high)
dsr = max(0.0, min(1.0, float(falsification.dsr)))
sharpe_norm = 0.5 * (math.tanh(float(falsification.sharpe)) + 1.0)
base = dsr_weight * dsr + sharpe_weight * sharpe_norm
dd_penalty = 1.0 / (1.0 + drawdown_penalty * float(falsification.max_drawdown))
return max(0.0, float(base * dd_penalty * adv_penalty))