Function Call 的原理及简单应用总结

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#人工智能 #语言模型 #自然语言处理 #nlp #神经网络

Function Call 的原理及简单应用总结

1. 什么是 Function Call？

Function Call 是大语言模型（如 ChatGPT、ChatGLM 等）与外部功能或 API 进行交互的能力。它允许模型在生成文本的过程中，根据用户需求动态调用预定义的函数，从而获取实时数据或执行特定任务。这一功能由 OpenAI 在 2023 年 6 月 13 日正式公布，现已被多家主流大模型支持。

核心特点：

外部集成：模型可以调用外部 API 或自定义函数，突破自身知识局限。
参数传递：模型仅返回函数调用的参数（JSON 格式），实际执行由开发者完成。
增强交互：使模型能够处理需要实时数据或复杂计算的任务，如天气查询、数据库操作等。

解决的问题：

大模型的静态知识无法覆盖动态信息（如实时天气、航班数据）。
无法直接执行外部操作（如数据库查询、发送邮件）。

2. Function Call 的工作原理

基础流程对比：

无 Function Call	有 Function Call
用户 → 服务端 → 模型 → 直接响应	用户 → 服务端 → 模型 → 返回函数参数 → 执行函数 → 返回结果 → 模型生成最终响应

详细步骤：

用户请求：发送 prompt 和函数定义（tools）至服务端。
模型决策：
- 若需调用函数，返回结构化参数（如 {"location": "北京"}）。
- 否则直接生成文本响应。
函数执行：服务端根据参数调用对应函数（如 get_current_weather("北京")）。
结果整合：函数返回数据（如天气信息）送回模型，生成自然语言响应。

关键注意：
模型仅生成参数，不直接执行函数，需开发者实现函数逻辑。

3. 单一函数应用：天气查询机器人

实现步骤：

函数定义：

def get_current_weather(location):
    # 调用天气API获取数据
    return {
        "location": location,
        "temperature": "33℃",
        "condition": "晴天"
    }

函数描述（告知模型如何调用）：

tools = [{
    "type": "function",
    "function": {
        "name": "get_current_weather",
        "description": "获取指定城市的天气信息",
        "parameters": {
            "type": "object",
            "properties": {
                "location": {"type": "string", "description": "城市名称"}
            },
            "required": ["location"]
        }
    }
}]

交互流程：
- 用户输入：“北京今天天气如何？”
- 模型返回：{"location": "北京"}。
- 服务端调用 get_current_weather("北京")，返回天气数据。
- 模型生成最终响应：“北京今天晴天，最高气温33℃。”

4. 多函数应用：航班查询系统

场景：查询航班号及票价。
函数设计：

航班号查询：get_plane_number(date, start, end)
票价查询：get_ticket_price(date, number)

交互流程：

用户输入：“查询2024年4月2日郑州到北京的航班票价。”
模型首次调用 get_plane_number，返回航班号 1123。
模型二次调用 get_ticket_price，返回票价 668元。
整合结果：“航班号1123，票价668元。”

技术要点：

需处理多步骤函数链式调用。
每次函数结果需作为上下文传递给模型。

5. 数据库查询应用

功能：将自然语言转换为 SQL 并查询。
核心代码：

def ask_database(query):
    # 连接MySQL执行查询
    conn = pymysql.connect(host='localhost', user='root', password='123456', database='it_heima')
    cursor = conn.cursor()
    cursor.execute(query)  # 示例：SELECT ename, sal FROM emp ORDER BY sal DESC LIMIT 1
    return cursor.fetchall()