Google 官方提示工程 (Prompt Engineering)白皮书 总结

《大语言模型的提示工程：从基础到最佳实践》

总结

本文围绕大语言模型的提示工程展开，介绍其是设计高质量提示引导 LLM 产生准确输出的过程。探讨了 LLM 输出配置如输出长度、温度、top-K 和 top-P 等设置及其相互影响，阐述了零样本、少样本、系统、角色、上下文等提示技术，还涉及代码提示、自动提示工程。强调了提供示例、简洁设计等最佳实践，帮助读者掌握提示工程，提升使用 LLM 的效果。

思维导图

## **提示工程基础**
- 定义：设计高质量提示引导LLM产生准确输出
- 重要性：影响模型输出质量，是迭代过程
## **LLM输出配置**
- 输出长度：影响计算资源、响应时间和成本
- 采样控制：温度、top-K、top-P控制随机性和多样性
## **提示技术**
- 基础提示：零样本仅描述任务，少样本提供示例
- 引导提示：系统设定任务目的，角色赋予模型身份，上下文提供相关信息
- 优化提示：步骤回溯、思维链、自一致性、思维树、ReAct提升性能
## **代码提示**
- 代码编写：用Gemini生成Bash、Python代码
- 代码处理：解释、翻译、调试和审查代码
## **最佳实践**
- 通用原则：提供示例、简洁设计、明确输出要求
- 特定技巧：使用指令而非约束、控制token长度、利用变量等

详细

提示工程概述：提示工程是设计高质量提示，引导大语言模型（LLM）产生准确输出的过程。文本提示是模型预测输出的输入，其效果受模型、训练数据、配置、用词、风格等多种因素影响，是一个迭代过程。

LLM 输出配置

配置项	作用	影响
输出长度	控制响应生成的 token 数量	影响计算资源、能耗、响应时间和成本
温度	控制 token 选择的随机性	低温适用于确定性响应，高温产生更多样结果
top-K	从预测分布中选择前 K 个最可能的 token	K 值越高，输出越具创造性；K=1 相当于贪婪解码
top-P	选择累积概率不超过特定值（P）的 token	P 值从 0（贪婪解码）到 1（考虑所有 token），影响输出的随机性和多样性

提示技术

基础提示：零样本提示仅描述任务，如用 “Classify movie reviews as POSITIVE, NEUTRAL or NEGATIVE. Review: …” 对电影评论分类；少样本提示提供示例，帮助模型理解任务，如解析披萨订单时提供多个订单示例。

引导提示：系统提示设定模型任务目的和整体背景，如指定输出格式为 JSON；角色提示赋予模型特定身份，使其生成符合该身份的内容；上下文提示提供与任务相关的特定细节或背景信息，辅助模型生成更准确相关的回答。

优化提示：步骤回溯提示让模型先考虑相关一般问题，再解决具体任务，提高回答准确性；思维链提示通过生成中间推理步骤提升模型推理能力，结合少样本提示效果更佳；自一致性提示结合采样和多数投票，生成多样推理路径并选择最一致答案，提高回答准确性和连贯性；思维树提示允许模型同时探索多个推理路径，适用于复杂任务；ReAct 提示结合自然语言推理和外部工具，模仿人类解决问题方式。

代码提示：Gemini 可用于编写、解释、翻译、调试和审查代码。如用提示生成 Bash 脚本重命名文件，解释代码功能，将 Bash 代码翻译成 Python 代码，以及调试有错误的 Python 代码。

最佳实践：包括提供示例、设计简洁、明确输出要求、优先使用指令而非约束、控制最大 token 长度、使用变量、尝试不同输入格式和写作风格、混合少样本分类任务中的类别、适应模型更新、尝试不同输出格式、与其他提示工程师合作，以及记录提示尝试过程。

关键问题

不同采样控制参数（温度、top-K、top-P）如何相互作用？：温度、top-K 和 top-P 都影响 LLM 输出的随机性和多样性。在 Vertex Studio 中，符合 top-K 和 top-P 标准的 token 成为下一个预测 token 的候选，然后应用温度进行采样。极端设置下，一个采样配置值可能使其他配置设置失效或变得无关，如温度设为 0 时，top-K 和 top-P 变得无关。

思维链提示（Chain of Thought）的优势和局限性分别是什么？：优势在于低投入高产出，可解释性强，能提高模型在不同版本 LLM 间的鲁棒性；局限性是会增加输出 token 数量，导致预测成本更高、时间更长。

自动提示工程（Automatic Prompt Engineering）的主要步骤有哪些？：主要步骤包括使用模型生成多个提示，基于选定指标（如 BLEU 或 ROUGE）评估这些提示，选择评估得分最高的提示作为最终使用的提示，也可对选定提示进行调整后再次评估。

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