PythagorasGoal/scripts/web/engine.js

/* engine.js — il motore di accumulo, ri-implementato per il browser.
 *
 * Deve dare LA STESSA RISPOSTA di scripts/research/r0807_growth_yearly.py: stessa costruzione
 * del block bootstrap, stessa cadenza dei versamenti (ogni 30 giorni), stessa contabilita'
 * fiscale (imposta annua sulla variazione di valore al netto dei versamenti, minusvalenze in
 * carry 4 anni, patrimoniale sul valore). Il seme non e' confrontabile fra i due linguaggi:
 * l'accordo si verifica sui RISULTATI, entro il rumore Monte Carlo (test_engine.js).
 */

function makeEngine(CFG) {
  const R = CFG.r, NR = R.length, BLOCK = CFG.block, CARRY = CFG.carry;

  /* PRNG seminato (mulberry32): serve la riproducibilita', non la qualita' crittografica */
  function rng(seed) {
    let a = seed >>> 0;
    return function () {
      a |= 0; a = (a + 0x6D2B79F5) | 0;
      let t = Math.imul(a ^ (a >>> 15), 1 | a);
      t = (t + Math.imul(t ^ (t >>> 7), 61 | t)) ^ t;
      return ((t ^ (t >>> 14)) >>> 0) / 4294967296;
    };
  }

  /* Un accumulo completo. Ritorna, per ogni anno, la distribuzione del capitale fra i path.
   * opts: { lumpEur, depEur, years, tax, patrimoniale, paths, seed } */
  function run(o) {
    const nDays = o.years * 365;
    const rand = rng(o.seed || 807);
    const dep = o.depEur * CFG.eurusd;
    const cap0 = CFG.start_usd + o.lumpEur * CFG.eurusd;
    const nPaths = o.paths;

    /* capitale a fine di ogni anno, per path */
    const snap = [];
    for (let y = 0; y < o.years; y++) snap.push(new Float64Array(nPaths));
    const hitBy = new Int32Array(o.years);      /* quanti path hanno toccato il bersaglio entro l'anno y */
    const versatoY = new Float64Array(o.years); /* deterministico, ma CONTATO come in Python */
    const carry = new Float64Array(CARRY);

    for (let p = 0; p < nPaths; p++) {
      let cap = cap0, annoStart = cap0, versatoAnno = 0, hitYear = -1, versato = cap0;
      carry.fill(0);
      let blockPos = BLOCK, base = 0;

      for (let t = 0; t < nDays; t++) {
        if (blockPos === BLOCK) {                 /* nuovo blocco: stessa costruzione di numpy */
          base = Math.floor(rand() * (NR - BLOCK));
          blockPos = 0;
        }
        cap *= 1 + R[base + blockPos];
        blockPos++;

        if (hitYear < 0 && cap >= CFG.target) hitYear = Math.floor(t / 365);

        if (t % 30 === 0 && t > 0 && dep > 0) { cap += dep; versato += dep; versatoAnno += dep; }

        if ((t + 1) % 365 === 0) {
          const plus = cap - annoStart - versatoAnno;
          if (o.tax > 0) {
            let disponibili = 0;
            for (let k = 0; k < CARRY; k++) disponibili += carry[k];
            const positivo = plus > 0 ? plus : 0;
            const usate = Math.min(positivo, disponibili);
            let resid = usate;
            for (let k = CARRY - 1; k >= 0; k--) {   /* dalla piu' VECCHIA, che scade prima */
              const presa = Math.min(carry[k], resid);
              carry[k] -= presa; resid -= presa;
            }
            const dovuta = (positivo - usate) * o.tax;
            cap -= Math.min(dovuta, cap);
            for (let k = CARRY - 1; k > 0; k--) carry[k] = carry[k - 1];  /* invecchia */
            carry[0] = plus < 0 ? -plus : 0;
          }
          if (o.patrimoniale > 0) cap -= Math.min(cap * o.patrimoniale, cap);
          annoStart = cap; versatoAnno = 0;
          const yi = (t + 1) / 365 - 1;
          snap[yi][p] = cap;
          if (p === 0) versatoY[yi] = versato;
        }
      }
      if (hitYear >= 0) for (let y = hitYear; y < o.years; y++) hitBy[y]++;
    }

    const out = [];
    for (let y = 1; y <= o.years; y++) {
      const col = snap[y - 1].slice().sort();
      const med = quantile(col, 0.5);
      out.push({ anno: y, versato: versatoY[y - 1], guadagno: med - versatoY[y - 1],
                 p25: quantile(col, 0.25), med: med, p75: quantile(col, 0.75),
                 phit: hitBy[y - 1] / nPaths });
    }
    return out;
  }

  /* percentile con interpolazione lineare, come np.percentile (default 'linear') */
  function quantile(sorted, f) {
    const n = sorted.length;
    if (n === 0) return 0;
    const pos = f * (n - 1), lo = Math.floor(pos), hi = Math.ceil(pos);
    return lo === hi ? sorted[lo] : sorted[lo] + (pos - lo) * (sorted[hi] - sorted[lo]);
  }

  /* Il versamento mensile che porta P(bersaglio entro `years`) alla confidenza voluta.
   * Bisezione, come dep_necessario() in r0727_tasse.py. Ritorna null se non basta nemmeno
   * il tetto: cosi' l'interfaccia dice "fuori portata" invece di stampare un numero enorme. */
  function solveDeposit(o, pTarget, iters) {
    let lo = 0, hi = 20000;
    const P = d => run(Object.assign({}, o, { depEur: d })).slice(-1)[0].phit;
    if (P(hi) < pTarget) return null;
    for (let i = 0; i < (iters || 13); i++) {
      const mid = 0.5 * (lo + hi);
      if (P(mid) >= pTarget) hi = mid; else lo = mid;
    }
    return 0.5 * (lo + hi);
  }

  return { run, solveDeposit, quantile };
}

if (typeof module !== "undefined") module.exports = { makeEngine };