大型語言模型（LLMs）降低了人工智能的門檻，使其觸手可及。但要開發(fā)成熟的的AI系統(tǒng)，我們經(jīng)常要面對(duì)類型安全、依賴管理、錯(cuò)誤處理等一系列挑戰(zhàn)?，F(xiàn)在Pydantic AI能夠解決這些問題，這是一個(gè)創(chuàng)新的Python框架，能夠簡(jiǎn)化生產(chǎn)級(jí)AI智能體的開發(fā)。

得益于Pydantic強(qiáng)大的類型系統(tǒng)，這個(gè)框架成為了開發(fā)者構(gòu)建既可靠又易于維護(hù)的AI應(yīng)用的理想工具。本文為大家分析Pydantic AI框架的價(jià)值和功能，以及如何利用其來構(gòu)建可靠的AI應(yīng)用。

1.Pydantic AI簡(jiǎn)介 

Pydantic AI是專為Python開發(fā)者設(shè)計(jì)的框架，架起了開發(fā)者與大型語言模型（LLMs）之間的橋梁，使智能體的創(chuàng)建更加簡(jiǎn)單便捷，能夠依據(jù)系統(tǒng)指令、函數(shù)調(diào)用以及結(jié)構(gòu)化輸出來完成既定任務(wù)。

核心功能包括：

• 類型安全：確保所有輸入和輸出的數(shù)據(jù)類型都經(jīng)過嚴(yán)格驗(yàn)證，從而提高代碼的穩(wěn)定性和可靠性。
• 靈活設(shè)計(jì)：支持動(dòng)態(tài)系統(tǒng)提示、可復(fù)用的工具以及模塊化的架構(gòu)設(shè)計(jì)，使得智能體的開發(fā)更加靈活和高效。
• 廣泛兼容：能夠與多種LLMs無縫協(xié)作，包括但不限于OpenAI、Anthropic和Gemini。
• 錯(cuò)誤處理：內(nèi)建了重試機(jī)制和結(jié)構(gòu)化的異常管理，有效提升了智能體的魯棒性和錯(cuò)誤恢復(fù)能力。

2.選擇Pydantic AI的理由 

便捷開發(fā)：Pydantic AI讓開發(fā)者能夠更加集中精力于業(yè)務(wù)邏輯，將復(fù)雜的底層細(xì)節(jié)交給框架來處理。

增強(qiáng)可靠性：框架通過類型驗(yàn)證確保輸入、輸出和依賴的準(zhǔn)確性，有效預(yù)防了運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤。

生產(chǎn)級(jí)支持：內(nèi)置了對(duì)異步操作、實(shí)時(shí)監(jiān)控和調(diào)試的支持，為開發(fā)生產(chǎn)級(jí)別的應(yīng)用提供了強(qiáng)大的工具。

3.安裝指南 

安裝Pydantic AI非常簡(jiǎn)單快捷，只需在命令行中執(zhí)行以下命令：

pip install pydantic-ai

4.智能體定義 

在Pydantic AI框架中，智能體是一個(gè)集成了多個(gè)組件的單元：

• 系統(tǒng)提示：為L(zhǎng)LMs提供行為指導(dǎo)的規(guī)則。
• 依賴管理：動(dòng)態(tài)注入的、類型安全的依賴項(xiàng)。
• 函數(shù)工具：針對(duì)特定任務(wù)設(shè)計(jì)的可復(fù)用功能。
• 結(jié)構(gòu)化輸出：使用Pydantic模型定義輸出數(shù)據(jù)的格式。

5.示例：創(chuàng)建簡(jiǎn)單的智能體 

以下是使用Pydantic AI創(chuàng)建一個(gè)響應(yīng)用戶查詢的智能體的基本示例：

from pydantic_ai import Agent, RunContext  
from pydantic import BaseModel

class QueryResponse(BaseModel):
    answer: str  
    confidence: float  

agent = Agent(  
    "openai:gpt-4",  
    result_type=QueryResponse,  
    system_prompt="為用戶提供簡(jiǎn)潔的答案。"
)  

@agent.tool  
asyncdef provide_context(ctx: RunContext[str]) -> str:
    returnf"Context: {ctx.deps}"

result = agent.run_sync("印度的首都是哪里？", deps="General Knowledge")  
print(result.data)

輸出：

answer='印度的首都是新德里。' confidence=0.9

6.關(guān)鍵特性 

6.1 運(yùn)行智能體

Pydantic AI框架提供了三種執(zhí)行智能體的方法：

• 異步執(zhí)行（agent.run()?）：這是一個(gè)異步協(xié)程，返回包含完整響應(yīng)的?RunResult對(duì)象。

from pydantic_ai import Agent
agent = Agent("openai:gpt-4", system_prompt="成為一個(gè)有用的助手。")
result = await agent.run("你好，你好嗎？")
print(result.data)  # 輸出響應(yīng)

• 同步執(zhí)行（agent.run_sync()?）：這是?agent.run()的同步版本，會(huì)阻塞直到獲取響應(yīng)。

result = agent.run_sync("天氣怎么樣？")
print(result.data)

• 流式執(zhí)行（agent.run_stream()?）：以流的形式傳輸結(jié)果，允許逐步處理輸出。

async with agent.run_stream("給我講個(gè)故事。") as result:
    async for text in result.stream_text():
        print(text)  # 輸出流式文本

6.2 智能體運(yùn)行與對(duì)話管理

智能體的單次運(yùn)行可以涵蓋整個(gè)對(duì)話流程，或者作為更長(zhǎng)篇互動(dòng)的一部分。具體應(yīng)用場(chǎng)景如下：

• 單次運(yùn)行對(duì)話：在一個(gè)會(huì)話中完整捕獲所有交互消息。
• 多次運(yùn)行對(duì)話：在不同的運(yùn)行實(shí)例間保持對(duì)話狀態(tài)，適用于構(gòu)建復(fù)雜的對(duì)話流程。

以下是如何訪問RunResult中的消息示例：

print(result.all_messages())  # 顯示所有消息，包括系統(tǒng)和用戶的提示
print(result.new_messages())  # 顯示新消息，不包括系統(tǒng)的提示

6.3 系統(tǒng)提示

系統(tǒng)提示是指導(dǎo)智能體行為的關(guān)鍵，可以是靜態(tài)的或動(dòng)態(tài)的：

• 靜態(tài)提示：在智能體初始化時(shí)設(shè)定，為智能體提供一貫的行為準(zhǔn)則。

agent = Agent("openai:gpt-4", system_prompt="成為一個(gè)有用的老師。")

• 動(dòng)態(tài)提示：在智能體運(yùn)行時(shí)根據(jù)上下文進(jìn)行調(diào)整，使智能體能夠根據(jù)不同情境靈活響應(yīng)。

@agent.system_prompt
def dynamic_prompt(ctx):
    return f"為{ctx.user_role}用戶提供答案。"

6.4 函數(shù)工具的應(yīng)用

函數(shù)工具是擴(kuò)展智能體功能的重要手段，可以是靜態(tài)的或動(dòng)態(tài)的：

• 靜態(tài)工具：通過@agent.tool裝飾器注冊(cè)，為智能體提供固定的功能。

@agent.tool
def current_date():
    return datetime.now().isoformat()

• 動(dòng)態(tài)工具：根據(jù)每次運(yùn)行的具體情況定制，通過prepare函數(shù)來決定工具的行為。

@agent.tool(prepare=lambda ctx, tool: tool if ctx.user_query == "specific" else None)
def fetch_data():
    return "根據(jù)上下文過濾數(shù)據(jù)"

6.5 智能體的自我修正

智能體具備自我修正的能力，能夠通過處理驗(yàn)證錯(cuò)誤和重試失敗的操作來優(yōu)化執(zhí)行過程：

• 驗(yàn)證重試：當(dāng)數(shù)據(jù)驗(yàn)證未通過時(shí)，智能體會(huì)自動(dòng)嘗試重新執(zhí)行。

from pydantic_ai import ModelRetry

@agent.tool
def validate_data(ctx):
    if not ctx.input_data:
        raise ModelRetry("數(shù)據(jù)缺失，正在重試...")

• 重試次數(shù)設(shè)置：可以對(duì)智能體進(jìn)行全局或工具級(jí)別的重試次數(shù)配置。

agent = Agent("openai:gpt-4", retry_count=3)

7.結(jié)語 

Pydantic AI正在重塑開發(fā)者構(gòu)建AI智能體的方式。它專注于提供類型安全、模塊化設(shè)計(jì)和用戶友好的體驗(yàn)，是開發(fā)可靠且即插即用的AI應(yīng)用的必備工具。

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