Uma Matching Engine (ou Order Matching System) é um sistema que cruza ordens de compra e venda de ativos financeiros, garantindo execuções justas e eficientes. Esta implementação atende aos requisitos especificados no teste técnico, incluindo todos os itens da seção bônus.
A engine foi projetada com as seguintes premissas:
- Trabalha com apenas um ativo.
- Suporta dois tipos de ordens:
- Limit Order: ordem colocada a um preço fixo.
- Market Order: ordem executada ao melhor preço disponível.
- Os dados são armazenados em memória volátil.
- Não há preocupação com escalabilidade ou infraestrutura em nuvem.
- O comportamento das ordens foi definido para garantir prioridade temporal (FIFO).
A implementação segue a lógica de um livro de ofertas (order book), onde ordens são organizadas e cruzadas conforme chegam ao sistema.
- Ordens limit são inseridas no livro se não puderem ser executadas imediatamente.
- Ordens market são imediatamente preenchidas ao melhor preço disponível.
- Ordem de chegada é respeitada: ordens mais antigas são executadas primeiro.
- Ordens limit inválidas (que gerariam um trade imediato) podem ser executadas ou rejeitadas, dependendo da configuração escolhida.
O livro de ofertas é estruturado da seguinte forma:
- Ordens de compra são organizadas em ordem decrescente de preço (melhores ofertas no topo).
- Ordens de venda são organizadas em ordem crescente de preço (menores preços no topo).
- Market orders consomem ordens do lado oposto no melhor preço disponível.
>>> limit buy 10 100
>>> limit sell 20 100
>>> limit sell 20 200
>>> market buy 150
Trade, price: 20, qty: 150
>>> market buy 200
Trade, price: 20, qty: 150
>>> market sell 200
Trade, price: 10, qty: 100
- Agora, todas as ordens criadas enquanto o comércio estava pausado são executadas de acordo com sua prioridade. Antes, apenas a última ordem criada era executada quando o comércio era retomado.
- Documentação mais detalhada.
- Separação das classes em diferentes arquivos.
A solução foi desenvolvida em Python, pois é a linguagem com a qual tenho mais familiaridade. Embora não seja ideal para trabalhar com POO, foi suficiente para deixar o código mais legível e simples.
A interação com o programa é feita por meio da linha de comando. Para executar:
python main.pyPara obter ajuda, basta digitar help no terminal.
print book: Exibe todas as ordens ativas, bid e offer price.print order <order_id>: Obtém mais informações sobre uma ordem específica.print filled: Exibe todas as ordens já preenchidas.
Utilizei dicionários para armazenar as ordens à medida que são criadas. Assim como os vetores, em Python, os dicionários preservam a ordem de adição, garantindo que a prioridade seja respeitada durante a iteração.
O uso de dicionários, aliado a um ID único como chave para cada nova ordem, melhora a performance, pois a busca de qualquer ordem é feita em O(1), evitando percorrer todo o array para encontrar um item específico.
Uma ordem pode ser cancelada utilizando seu ID.
>>> limit buy 10 100
Order created: buy 100 @ 10 identificador_1
>>> cancel order identificador_1
Order cancelled
O ID da ordem também é utilizado para modificar suas informações.
>>> modify order identificador_1 price 9.98
Ordens pegged possuem preços dinâmicos que acompanham o bid (melhor preço de compra) ou o offer (melhor preço de venda). Para isso, a implementação utiliza atributos de classe que são atualizados sempre que uma ordem é adicionada ou removida do livro.
>>> peg bid buy 150
A função que mais se afasta da complexidade linear é a que ordena os dicionários para execução de ordens do tipo market. Para isso, utilizei a função sorted(), que possui complexidade O(n log n) na maioria dos casos, mantendo-se eficiente dentro do contexto proposto.
A implementação segue boas práticas de estruturação de dados e engenharia de software, garantindo uma solução eficiente para o problema proposto. O código respeita a ordem de chegada das ordens, permite visualização do livro, cancelamento e modificação de ordens, além de suportar ordens pegged.