经济学原理模拟系统 (Mankiw Economics Lab)

基于曼昆《经济学原理》的交互式代码学习项目 —— 用 Python 亲手实现微观经济学与宏观经济学的每一个核心模型。

本项目把曼昆《经济学原理》教材中从"生产可能性边界"到"菲利普斯曲线"的经典模型， 逐一翻译为可运行、可实验、可测试的 Python 代码。你不再只是阅读课本上的图形与公式， 而是可以运行代码、调整参数、观察市场如何收敛、经济如何波动。

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✨ 特性亮点

• 覆盖曼昆十大经济学原理 —— 每个原理都有对应的可运行实验
• 微观 + 宏观全体系 —— 从供给需求均衡到索洛增长模型，一网打尽
• 双入口 CLI —— --macro 与 --demo 一键演示宏观模型与十大原理
• 204 个单元与集成测试 —— 每个经济模型都有数学验证，保证正确性
• 完整可视化 —— 供需曲线、价格收敛、索洛收敛路径、AD-AS 均衡、菲利普斯曲线……
• 确定性可复现 —— 固定随机种子，实验结果精确可复现
• 教学友好 —— 中文注释 + 逐行公式推导 + 数学验证测试

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📚 十大原理 × 代码实现

原理	经济学概念	代码位置
1. 人们面临权衡取舍	生产可能性边界 PPF	micro/ppf.py
2. 机会成本	边际转换率 MRT	micro/ppf.py
3. 理性人考虑边际量	边际效用最大化	agents/consumer.py
4. 人们会对激励做出反应	税收/补贴/价格管制	utils/economics.py
5. 贸易能使每个人状况更好	比较优势与贸易收益	micro/trade.py
6. 市场通常是组织经济的好方法	供需均衡与市场效率	market/market.py
7. 政府有时可以改善市场结果	外部性与庇古税	micro/externality.py
8. 生活水平取决于生产能力	GDP 核算与索洛增长	macro/gdp.py, macro/solow.py
9. 过多货币导致物价上升	货币数量论 MV=PY	macro/inflation.py
10. 通胀与失业的短期权衡	菲利普斯曲线	macro/phillips.py

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📂 项目结构

mankiwecolab/
├── main.py                    # CLI 入口 (完整模拟 / 宏观演示 / 十大原理)
├── config.py                  # 全部可调参数
├── experiments.py             # 8 个经典经济学实验
├── agents/                    # 微观主体
│   ├── consumer.py            #   消费者: 效用函数 + 需求
│   └── producer.py            #   生产者: 成本函数 + 供给
├── market/                    # 市场机制
│   ├── market.py              #   供需聚合 + 价格发现 + 市场出清
│   └── equilibrium.py         #   均衡求解 + 剩余 + 弹性
├── micro/                     # 微观经济学模块
│   ├── ppf.py                 #   生产可能性边界
│   ├── trade.py               #   比较优势与贸易
│   ├── externality.py         #   外部性与庇古税
│   └── market_structure.py    #   完全竞争/寡头/垄断
├── macro/                     # 宏观经济学模块
│   ├── gdp.py                 #   GDP 核算与平减指数
│   ├── inflation.py           #   CPI 与货币数量论
│   ├── unemployment.py        #   失业率与自然失业率
│   ├── solow.py               #   索洛增长模型
│   ├── money.py               #   货币创造与乘数
│   ├── ad_as.py               #   总需求-总供给模型
│   └── phillips.py            #   菲利普斯曲线
├── utils/                     # 工具函数
│   ├── economics.py           #   基尼系数、福利分析、政策干预
│   └── visualization.py       #   微观/宏观可视化
├── tests/                     # 204 个单元与集成测试
└── output/                    # 运行生成的图表与 CSV 数据

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🚀 快速开始

安装依赖

pip install -r requirements.txt

运行完整市场模拟

python main.py

运行 1000 个消费者与 200 个生产者的市场，观察价格如何逐步收敛到均衡。

运行宏观经济学模型演示

python main.py --macro

依次演示 GDP 核算、CPI、失业、索洛增长、货币创造、AD-AS 模型与菲利普斯曲线。

运行曼昆十大原理演示

python main.py --demo

运行全部经济学实验

python experiments.py

或：

python main.py --experiments

运行测试

pip install pytest
pytest tests/

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🖼️ 可视化示例

运行 python main.py 后，以下图表会生成到 output/ 目录。

微观市场模拟	宏观模型演示
供需曲线与市场均衡	索洛增长收敛路径
价格收敛过程	AD-AS 模型均衡
市场剩余分配	菲利普斯曲线
福利分配分析	货币创造过程

所有图表均支持中文标注，详细文档见 docs/。

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📖 详细文档

文档	说明
USAGE.md	使用指南与自定义实验
STRUCTURE.md	架构与模块说明
docs/tutorials/	十大原理分步教程
docs/models.md	全部数学模型与公式推导
docs/api.md	API 参考
VERIFICATION.md	系统验收报告（全量验证）

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🧪 质量保证

本项目通过 204 个自动化测试 验证每个经济模型：

• 数学正确性测试：边际效用 = 效用函数导数、稳态投资 = 持平投资、黄金律 f'(k) = δ+n……
• 经济规律测试：需求随价格下降、供给随价格上升、垄断价格高于竞争价格……
• 确定性测试：相同随机种子产生完全相同的实验结果
• 集成测试：完整模拟流程与所有可视化生成

运行 pytest tests/ 即可复现全部测试。

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🤝 贡献指南

欢迎任何形式的贡献！

1. 新增经济学模型：在 micro/ 或 macro/ 下新建模块，并配套测试
2. 改进可视化：为 utils/visualization.py 添加更直观的图表
3. 完善教程：在 docs/tutorials/ 下撰写教学文档
4. 修复问题：提交 issue 或 pull request

请确保提交前运行 pytest tests/ 全部通过。

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📄 License

MIT

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📚 参考资料

• 曼昆《经济学原理：微观经济学分册》(第8版)
• 曼昆《经济学原理：宏观经济学分册》(第8版)
• Romer, Advanced Macroeconomics
• Varian, Intermediate Microeconomics

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