提示词工程教程（二）：基本提示词结构_多轮对话提示词-优快云博客

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/launch2020/article/details/144699631

概述

本教程重点介绍两种基本类型的提示结构：

单轮提示
多轮提示（对话）

我们将使用 OpenAI 的 GPT 模型和 LangChain 来演示这些概念。

目标

了解不同的提示结构对于与 AI 模型进行有效沟通至关重要。单轮提示适用于快速、直接的查询，而多轮提示可实现更复杂、更具有情境感知能力的交互。掌握这些结构可以让 AI 在各种应用中更加灵活、有效地使用。

内容概要

1. ** 单轮提示** ：与语言模型的一次性交互。 2. ** 多轮提示** ：一系列维持上下文的交互。 3. ** 提示模板** ：可重复使用的结构，以实现一致的提示。 4. ** 对话链** ：在多个交互中维护上下文。

实施方案

我们将结合使用 OpenAI 的 API 和 LangChain 库来演示这些提示结构。本教程将包括实际示例和不同提示类型的比较。

设置

首先，让我们导入必要的库并设置我们的环境。

import os
from langchain_openai import ChatOpenAI
from langchain.prompts import PromptTemplate
from langchain.chains import ConversationChain
from langchain.memory import ConversationBufferMemory

from dotenv import load_dotenv
load_dotenv()

os.environ["OPENAI_API_KEY"] = os.getenv('OPENAI_API_KEY') # OpenAI API key
# Initialize the language model
llm = ChatOpenAI(model="gpt-4o-mini")

单轮提示

单轮提示是与语言模型的一次性交互。它们由单个输入（提示）组成并生成单个输出（响应）。

single_turn_prompt = "三原色是什么？"
print(llm.invoke(single_turn_prompt).content)

三原色是红色、蓝色和黄色。这些颜色不能通过将其他颜色混合在一起而产生，并且是通过混合产生各种其他颜色的基础。在加色混合（例如光）的情况下，三原色是红色、绿色和蓝色 (RGB)。

现在，让我们使用 PromptTemplate 来创建更加结构化的单轮提示：

structured_prompt = PromptTemplate(
    input_variables=["topic"],
    template="请对{topic}进行简要说明，并列出其三个主要组成部分。"
)

chain = structured_prompt | llm
print(chain.invoke({"topic": "色彩理论"}).content)

色彩理论是一种框架，用于理解颜色如何相互作用、相互补充以及如何组合以产生各种视觉效果。它在艺术、设计和摄影等领域至关重要，可帮助艺术家和设计师在色彩使用方面做出明智的选择，以唤起情感、传达信息并在作品中创造和谐。

色彩理论的三个主要组成部分是：

色轮：显示颜色之间关系的圆形图。它通常包括原色、间色和复色，直观地展示颜色如何组合。
色彩和谐：以令人愉悦的方式组合颜色的概念。它涉及使用互补色、类似色和三色等配色方案来创造平衡和视觉趣味。
色彩背景：这指的是颜色如何相互作用，以及它们如何根据周围的颜色改变感知。同一种颜色可能会根据其旁边的颜色而显得不同，这会影响情绪和解读。

2. 多轮提示（对话）

多轮提示涉及与语言模型的一系列交互，从而实现更复杂、更具情境感知的对话。

conversation = ConversationChain(
    llm=llm, 
    verbose=True,
    memory=ConversationBufferMemory()
)

print(conversation.predict(input="你好，我正在学习太空知识。你能告诉我有关行星的知识吗？"))
print(conversation.predict(input="我们太阳系中最大的行星是什么？"))
print(conversation.predict(input="它的大小与地球相比如何？"))

> 进入新的 ConversationChain 链...
格式化后提示：
以下是人类与人工智能之间的友好对话。人工智能很健谈，并根据上下文提供了很多具体细节。如果人工智能不知道问题的答案，它会如实说不知道。

当前对话：

人类：你好，我正在学习太空知识。你能告诉我有关行星的知识吗？
人工智能：
> 链条完成。
当然！行星是围绕恒星运转的迷人天体，在我们的太阳系中，它们围绕太阳运转。我们的太阳系中已发现八颗行星，它们可分为两大类：类地行星和气态巨行星。

类地行星——水星、金星、地球和火星——都是岩石行星，拥有坚硬的表面。

- **水星**是距离太阳最近的行星，其温度变化极大，白天酷热，夜晚寒冷。
- **金星**通常被称为地球的“姊妹行星”，因为它的大小与地球相似，但拥有厚而有毒的大气层，可以吸收热量，使其成为太阳系中最热的行星。
- 我们的家园**地球**因其液态水和维持生命的大气而独一无二。
- **火星**因其富含氧化铁的土壤而被称为红色星球，拥有太阳系中最大的火山和峡谷。

气态巨行星（木星和土星）和冰巨行星（天王星和海王星）要大得多，而且没有像类地行星那样的固体表面。

- **木星**是最大的行星，以其大红斑、比地球还大的巨大风暴和众多卫星而闻名，其中包括太阳系中最大的卫星木卫三。
- **土星**以其由冰和岩石颗粒组成的令人惊叹的环系统而闻名。
- **天王星**的独特之处在于它侧面旋转，并且由于其大气中含有甲烷而呈现蓝色。
- **海王星**是距离太阳最远的行星，它拥有强劲的风，并且由于含有甲烷而呈现蓝色；它拥有太阳系中记录的最快风速。

如果您对任何行星或其他天体特征的更具体信息感兴趣，请随时询问！


> 进入新的 ConversationChain 链...
格式化后提示：
以下是人类与人工智能之间的友好对话。人工智能很健谈，并根据上下文提供了很多具体细节。如果人工智能不知道问题的答案，它会如实说不知道。

当前对话：
人类：你好，我正在学习太空知识。你能告诉我有关行星的知识吗？
AI：当然！行星是围绕恒星运转的迷人天体，在我们的太阳系中，它们围绕太阳运转。我们的太阳系中已发现八颗行星，它们可分为两大类：类地行星和气态巨行星。

类地行星——水星、金星、地球和火星——都是岩石行星，拥有坚硬的表面。

- **水星**是距离太阳最近的行星，其温度变化极大，白天酷热，夜晚寒冷。
- **金星**通常被称为地球的“姊妹行星”，因为它的大小与地球相似，但拥有厚而有毒的大气层，可以吸收热量，使其成为太阳系中最热的行星。
- 我们的家园**地球**因其液态水和维持生命的大气而独一无二。
- **火星**因其富含氧化铁的土壤而被称为红色星球，拥有太阳系中最大的火山和峡谷。

气态巨行星（木星和土星）和冰巨行星（天王星和海王星）要大得多，而且没有像类地行星那样的固体表面。

- **木星**是最大的行星，以其大红斑、比地球还大的巨大风暴和众多卫星而闻名，其中包括太阳系中最大的卫星木卫三。
- **土星**以其由冰和岩石颗粒组成的令人惊叹的环系统而闻名。
- **天王星**的独特之处在于它侧面旋转，并且由于其大气中含有甲烷而呈现蓝色。
- **海王星**是距离太阳最远的行星，它拥有强劲的风，并且由于含有甲烷而呈现蓝色；它拥有太阳系中记录的最快风速。

如果您对任何行星或其他天体特征的更具体信息感兴趣，请随时询问！


人类：我们太阳系中最大的行星是什么？
人工智能：
> 链条完成。
我们太阳系中最大的行星是**木星**。它的直径约为 86,881 英里（139,822 公里），比地球宽 11 倍多！木星主要由氢和氦组成，它具有非常强的磁场和众多卫星——已确认的卫星超过 79 颗，其中最大的四颗被称为伽利略卫星：木卫一、木卫二、木卫三和木卫四。木卫三尤其引人注目，因为它不仅是木星最大的卫星，也是整个太阳系中最大的卫星，甚至比水星还要大！如果您想了解有关木星或其任何卫星的更多信息，请告诉我！

> 进入新的 ConversationChain 链...
格式化后提示：
以下是人类与人工智能之间的友好对话。人工智能很健谈，并根据上下文提供了很多具体细节。如果人工智能不知道问题的答案，它会如实说不知道。

当前对话：
人类：你好，我正在学习太空知识。你能告诉我有关行星的知识吗？
AI：当然！行星是围绕恒星运转的迷人天体，在我们的太阳系中，它们围绕太阳运转。我们的太阳系中已发现八颗行星，它们可分为两大类：类地行星和气态巨行星。

类地行星——水星、金星、地球和火星——都是岩石行星，拥有坚硬的表面。

- **水星**是距离太阳最近的行星，其温度变化极大，白天酷热，夜晚寒冷。
- **金星**通常被称为地球的“姊妹行星”，因为它的大小与地球相似，但拥有厚而有毒的大气层，可以吸收热量，使其成为太阳系中最热的行星。
- 我们的家园**地球**因其液态水和维持生命的大气而独一无二。
- **火星**因其富含氧化铁的土壤而被称为红色星球，拥有太阳系中最大的火山和峡谷。

气态巨行星（木星和土星）和冰巨行星（天王星和海王星）要大得多，而且没有像类地行星那样的固体表面。

- **木星**是最大的行星，以其大红斑、比地球还大的巨大风暴和众多卫星而闻名，其中包括太阳系中最大的卫星木卫三。
- **土星**以其由冰和岩石颗粒组成的令人惊叹的环系统而闻名。
- **天王星**的独特之处在于它侧面旋转，并且由于其大气中含有甲烷而呈现蓝色。
- **海王星**是距离太阳最远的行星，它拥有强劲的风，并且由于含有甲烷而呈现蓝色；它拥有太阳系中记录的最快风速。

如果您对任何行星或其他天体特征的更具体信息感兴趣，请随时询问！

人类：我们太阳系中最大的行星是什么？
AI：我们太阳系中最大的行星是**木星**。它的直径约为 86,881 英里（139,822 公里），比地球宽 11 倍多！木星主要由氢和氦组成，它具有非常强的磁场和众多卫星——已确认的卫星超过 79 颗，其中最大的四颗被称为伽利略卫星：木卫一、木卫二、木卫三和木卫四。木卫三尤其引人注目，因为它不仅是木星最大的卫星，也是整个太阳系最大的卫星，甚至比水星还要大！如果您想了解有关木星或其任何卫星的更多信息，请告诉我！

人类：它的大小与地球相比如何？
人工智能：
> 链条完成。
木星比地球大得多！为了让您更清楚地了解，木星的直径约为 86,881 英里（139,822 公里），而地球的直径约为 7,917.5 英里（12,742 公里）。这意味着木星比地球宽 11 倍以上！

就体积而言，木星内部可以容纳大约 1,300 个地球！此外，木星的质量大约是地球的 318 倍。尽管木星体积巨大、重量巨大，但其密度却远低于地球，因此被归类为气态巨行星。如果您对木星有更多疑问，或者想知道两颗行星之间的重力有何不同，请随时提问！

让我们比较一下单轮和多轮提示如何处理一系列相关问题：

# Single-turn prompts
prompts = [
    "法国的首都是哪里？",
    "它的人口是多少？",
    "这个城市最著名的地标是什么？"
]

print("Single-turn responses:")
for prompt in prompts:
    print(f"Q: {prompt}")
    print(f"A: {llm.invoke(prompt).content}\n")

# Multi-turn prompts
print("Multi-turn responses:")
conversation = ConversationChain(llm=llm, memory=ConversationBufferMemory())
for prompt in prompts:
    print(f"Q: {prompt}")
    print(f"A: {conversation.predict(input=prompt)}\n")

单轮响应：
问：法国的首都是哪里？
A：法国的首都是巴黎。

问：它的人口是多少？
答：请问您指的是哪个地点或实体，以便提供人口信息吗？

问：这个城市最著名的地标是什么？
A：为了提供准确的答案，我需要知道您指的是哪个城市。不同的城市有不同的著名地标。您能具体说明一下是哪个城市吗？

多轮响应：
问：法国的首都是哪里？
A：法国首都是巴黎！它以埃菲尔铁塔、卢浮宫和巴黎圣母院等标志性建筑而闻名。巴黎还以其丰富的历史、艺术和文化而闻名。你去过巴黎吗？或者它在你的旅行清单上吗？

问：它的人口是多少？
答：截至我上次更新，巴黎市区人口约为 210 万。但是，如果考虑到更大的都市区，这个数字将上升到 1200 万左右。巴黎是一个充满活力的城市，人口多元化，文化融合。你有没有想过生活在这样一个繁华的城市会是什么样子？

问：这个城市最著名的地标是什么？
答：巴黎最著名的地标无疑是埃菲尔铁塔！它于 1889 年为世界博览会而建，高约 300 米（984 英尺）。埃菲尔铁塔每年吸引数百万游客，从其观景台可以欣赏到城市的壮丽景色。夜晚的灯光也非常美丽，是当地人和游客的浪漫之地。您是否曾在照片中见过埃菲尔铁塔或梦想过参观它？