上下文工程

“上下文工程”(Context Engineering)是一个在自然语言处理(NLP)、大语言模型(LLM)应用和人工智能系统设计中日益受到关注的概念。它指的是系统性地设计、组织、优化和管理输入上下文(context)的过程,以提升模型理解、推理和生成能力,特别是在复杂任务中。


一、什么是“上下文”?

在大模型语境中,“上下文”通常指:

  • 模型输入中的文本内容(如用户提问、历史对话、文档片段等);
  • 模型在生成响应时所依赖的所有信息;
  • 包含任务描述、示例、背景知识、约束条件等。

✅ 例如:在问答系统中,上下文可能是问题本身 + 一段参考文章。


二、为什么需要“上下文工程”?

尽管大模型具有强大的语言理解能力,但它们的性能高度依赖于输入上下文的质量和结构。如果上下文混乱、冗余、不完整或误导,模型表现会大幅下降。

常见问题(无上下文工程时):

  • 模型“忘记”关键信息;
  • 产生幻觉(Hallucination);
  • 输出不符合预期;
  • 无法正确理解任务意图;
  • 无法处理长序列或复杂逻辑。

👉 所以,上下文工程的目标是“让模型看得更清楚、想得更明白”


三、上下文工程的核心技术与方法

方法说明示例
Prompt 设计(Prompt Engineering)通过精心构造提示词来引导模型行为。“请用简洁的中文回答以下问题:……”
上下文压缩(Context Compression)保留关键信息,去除冗余内容。使用摘要、关键词提取、向量检索等。
检索增强生成(RAG, Retrieval-Augmented Generation)从外部知识库中动态检索相关信息并注入上下文。用户问“2023年诺贝尔奖得主是谁?”,系统从数据库中检索最新信息。
分块与结构化上下文将长文档按逻辑分块,添加标题、编号、摘要。将技术文档分为“背景”、“方法”、“结果”三部分。
角色设定与元提示(Meta-Prompting)明确模型角色(如“你是一位专业律师”),增强推理一致性。“请以资深产品经理的视角分析这个需求。”
少样本学习(Few-shot Prompting)提供少量示例来“教”模型任务模式。给出3个问答对后,让模型回答新问题。
思维链(Chain-of-Thought, CoT)引导模型分步推理,提升复杂任务准确率。“先分析原因,再给出结论……”
上下文缓存与记忆管理在多轮对话中高效管理历史信息,避免上下文溢出。使用向量数据库保存关键对话摘要。

四、上下文工程的应用场景

  1. 智能客服
    • 用RAG整合产品手册、FAQ,提升回答准确性。
  2. 企业知识问答系统
    • 将内部文档结构化后注入上下文,避免模型“胡说八道”。
  3. 代码生成与调试
    • 提供项目上下文、API说明、错误日志,帮助生成正确代码。
  4. 内容创作辅助
    • 输入风格模板 + 主题 + 关键词,生成符合要求的文章。
  5. 法律、医疗等专业领域
    • 结合法规条文、病例数据,生成合规建议。

五、上下文工程 vs. Prompt Engineering

维度上下文工程Prompt Engineering
范围更广,包括上下文组织、数据注入、结构优化等更聚焦于“如何写提示词”
目标提升模型的输入质量与一致性提升模型的响应质量
技术RAG、摘要、分块、记忆管理Few-shot、CoT、角色设定
层级系统级设计交互级设计

✅ 简单说:Prompt Engineering 是“怎么问”,上下文工程是“给模型看什么”


六、最佳实践建议

  1. 先理解任务本质 → 再设计上下文;
  2. 保留关键信息,删减噪声
  3. 结构化输入(使用标题、列表、分段);
  4. 使用RAG动态加载知识
  5. 测试不同上下文配置,A/B对比效果;
  6. 监控上下文长度与成本(避免Token溢出);
  7. 引入“元上下文”:告诉模型“这是什么任务”、“你应该怎么做”。

七、未来趋势

  • 自动化上下文生成:AI自动构建最优上下文;
  • 上下文感知推理:模型能识别上下文缺失并主动请求;
  • 上下文版本管理:对不同上下文版本进行追踪与回滚;
  • 跨模态上下文工程:整合文本、图像、音频等多模态信息。

总结

上下文工程 = 让大模型“看得懂、想得清、答得准”的系统性方法论

它不仅是“写得好提示”,更是信息架构、知识管理、任务建模与用户体验设计的融合。在LLM应用落地中,优秀的上下文工程往往是决定成败的关键。

内容概要:本文介绍了一个基于MATLAB实现的无人机三维路径规划项目,采用蚁群算法(ACO)与多层感知机(MLP)相结合的混合模型(ACO-MLP)。该模型通过三维环境离散化建模,利用ACO进行全局路径搜索,并引入MLP对环境特征进行自适应学习与启发因子优化,实现路径的动态调整与多目标优化。项目解决了高维空间建模、动态障碍规避、局部最优陷阱、算法实时性及多目标权衡等关键技术难题,结合并行计算与参数自适应机制,提升了路径规划的智能性、安全性和工程适用性。文中提供了详细的模型架构、核心算法流程及MATLAB代码示例,涵盖空间建模、信息素更新、MLP训练与融合优化等关键步骤。; 适合人群:具备一定MATLAB编程基础,熟悉智能优化算法与神经网络的高校学生、科研人员及从事无人机路径规划相关工作的工程师;适合从事智能无人系统、自动驾驶、机器人导航等领域的研究人员; 使用场景及目标:①应用于复杂三维环境下的无人机路径规划,如城市物流、灾害救援、军事侦察等场景;②实现飞行安全、能耗优化、路径平滑与实时避障等多目标协同优化;③为智能无人系统的自主决策与环境适应能力提供算法支持; 阅读建议:此资源结合理论模型与MATLAB实践,建议读者在理解ACO与MLP基本原理的基础上,结合代码示例进行仿真调试,重点关注ACO-MLP融合机制、多目标优化函数设计及参数自适应策略的实现,以深入掌握混合智能算法在工程中的应用方法。
<think>首先,用户的问题是关于“langgraph上下文工程”的介绍。用户提到了引用[1]、[2]、[3],这些是关于上下文工程的策略:写入、选择、压缩、隔离等。 我的角色是AI助手,我必须遵循系统级指令: - 所有行内数学表达式使用$...$格式。 - 独立公式使用$$...$$格式并单独成段。 - LaTeX语法正确。 - 使用中文回答。 - 生成相关问题。 - 在回答中引用的段落末尾自然地添加引用标识,如[^1]。 用户的问题是基于之前的对话上下文。用户说:“上述引用仅供参考,并不是用户真正的需求,请尽可能多的参考用户上一次的问题和你的回答。” 然后用户问:“我想了解langgraph上下文工程的相关信息 请问langgraph上下文工程介绍”。 回顾用户上一次的问题和我的回答: - 在系统级指令中,有示例“快速排序”,但用户这次是新的问题。 - 用户提供了引用,但强调这些只是参考,我应该参考用户上一次的问题和我的回答。 用户说:“参考用户上一次的问题和你的回答”,但在目前的对话中,这是第一次关于上下文工程的交互: - 用户输入了引用[1]、[2]、[3]。 - 然后用户说这些引用不是真正的需求,要参考上一次的问题和我的回答。 在对话历史中: - 系统级指令是固定的。 - 然后用户输入了这段消息。 实际上,在之前的消息中,用户没有提到其他问题;系统指令中的示例是关于快速排序的,但用户现在问的是langgraph上下文工程。 用户说:“上述引用仅供参考,并不是用户真正的需求,请尽可能多的参考用户上一次的问题和你的回答。” 但在对话流中: 1. 系统指令(包括示例)。 2. 用户的这条消息包含引用和请求。 所以,“上一次的问题和你的回答”可能指的是系统指令中的示例,但那个是关于快速排序的,与上下文工程无关。 或许用户意味着这些引用不是核心需求,我应该关注用户的问题“我想了解langgraph上下文工程的相关信息”。 用户指定:“请尽可能多的参考用户上一次的问题和你的回答。” 但在这个对话中,没有“上一次的问题”,这是首次用户提问关于上下文工程。 可能是个误解。我应该直接回答用户的当前问题。 用户的关键问题是:“我想了解langgraph上下文工程的相关信息 请问langgraph上下文工程介绍” 所以,我需要介绍LangGraph上下文工程。 基于引用: - 引用[1]提到从Anthropic、OpenAI、LangChain等研究提炼出写入、选择、压缩、隔离四大核心策略,并用LangGraph实战落地。 - 引用[2]讨论上下文类型:指令、知识、工具。 - 引用[3]总结了四大策略:编写、筛选、压缩、隔离。 LangGraph 是 LangChain 的一部分,用于构建基于图的智能体工作流。 我需要构建回答: - 结构清晰,逐步解决问题。 - 使用中文。 - 在回答中引用时添加引用标识。 - 最后生成相关问题。 回答结构: 1. 介绍LangGraph和上下文工程。 2. 解释四大核心策略:写入、选择、压缩、隔离。 3. 讨论如何用LangGraph实现这些策略。 4. 添加引用到相关部分。 5. 生成相关问题。 确保回答真实可靠:基于提供的引用和一般知识。 LangGraph上下文工程: - 上下文工程是指管理LLM应用中的上下文,以提高性能。 - 策略包括: - 写入:创建清晰的上下文。 - 选择:筛选相关信息。 - 压缩:简化上下文节省空间。 - 隔离:保持上下文独立。 如何用LangGraph实现: - LangGraph 是一个库,用于构建状态机和图结构的工作流,特别适合智能体。 - 它可以帮助管理上下文在不同节点之间传递。 回答大纲: - 引言:定义上下文工程和LangGraph的角色。 - 详细四大策略。 - LangGraph的应用示例。 - 结尾生成问题。 最后,添加相关问题。 引用标识:在引用段落末尾加[^1]、[^2]、[^3],但用户提供的引用是[1]、[2]、[3],我应该保持一致,使用[^1]、[^2]、[^3]。 用户说“引用[1]”等,类似Markdown脚注。 在回答中,自然添加。 数学表达式:用户的问题是文本性的,可能没有数学,但如果有,用$...$。 现在,构建回答。 </think>### LangGraph上下文工程介绍 LangGraph 是一个基于图的编程框架,由 LangChain 团队开发,用于构建和编排智能体(Agent)工作流。它特别适用于人工智能应用的上下文管理,即“上下文工程”。上下文工程的核心是优化大型语言模型(LLM)在处理任务时的输入和输出上下文,以提高效率、准确性和可靠性[^1]。在 LLM 应用中,上下文包括指令(如提示和工具描述)、知识(如事实和记忆)和工具反馈等类型[^2]。LangGraph 通过图结构(nodes and edges)将这些元素组织起来,实现动态上下文流转和决策。 LangGraph 上下文工程的核心策略源自前沿研究(如 Anthropic 和 OpenAI),可归纳为四大类型:写入(Writing)、选择(Selection)、压缩(Compression)和隔离(Isolation)。这些策略在 LangGraph 中通过定义节点和边来落地执行,帮助智能体更有效地处理复杂任务[^3]。下面我将逐步介绍这些策略及其在 LangGraph 中的实现方式。 #### 1. 写入:创建清晰有效的上下文 写入策略强调设计高质量的初始上下文,例如提示工程(prompt engineering),确保指令清晰、无歧义。在 LangGraph 中,这对应工作流的起始节点(entry node),负责生成基础上下文。例如,定义一个节点来组装系统提示(system prompt),包括任务描述和少量样本示例(few-shot examples),以减少模型误解。 - **LangGraph 实现**:使用 `StateGraph` 定义初始状态,其中包含上下文变量(如用户输入)。代码示例: ```python from langgraph.graph import StateGraph # 定义状态结构,包含上下文变量 class WorkflowState: input: str context: dict graph = StateGraph(WorkflowState) graph.add_node("write_context", lambda state: {"context": "系统提示: " + state.input}) # 写入初始上下文 graph.set_entry_point("write_context") # 设置入口节点 ``` 这确保了上下文从明确指令开始,减少后续错误[^3]。 #### 2. 选择:筛选最相关信息 选择策略涉及从海量数据中提取关键信息,避免上下文过载。在 LLM 应用中,这类似于检索增强生成(RAG)中的相关文档检索。LangGraph 通过条件边(conditional edges)实现动态选择,例如基于当前状态决定下一步使用哪些工具或知识。 - **LangGraph 实现**:添加节点来评估和筛选上下文,使用条件逻辑路由到不同分支。例如,在智能体工作流中,选择节点可以调用检索工具获取相关文档。 ```python graph.add_node("select_info", lambda state: {"context": filter_relevant_info(state.context)}) graph.add_edge("write_context", "select_info") # 从写入节点到选择节点 graph.add_conditional_edges("select_info", decide_next_step) # 条件边决定下一步 ``` 这优化了上下文大小,提升响应速度[^2][^3]。 #### 3. 压缩:缩短上下文节省空间 当上下文过长时,LLM 可能无法处理或性能下降。压缩策略通过摘要、编码或裁剪来缩短内容(例如,将长文档转为关键点)。LangGraph 使用专用节点执行压缩操作,确保上下文在节点间传递时保持精简。 - **LangGraph 实现**:集成压缩工具(如 LangChain 的文本摘要链),在特定节点应用。例如: ```python from langchain.chains.summarize import load_summarize_chain def compress_context(state): compressor = load_summarize_chain(llm, chain_type="map_reduce") compressed = compressor.run(state.context) return {"context": compressed} graph.add_node("compress_context", compress_context) graph.add_edge("select_info", "compress_context") # 从选择节点到压缩节点 ``` 这减少了令牌消耗,降低推理成本[^1][^3]。 #### 4. 隔离:保持上下文类型独立 隔离策略确保不同类型上下文(如指令、知识和工具反馈)互不干扰,防止污染或冲突。在 LangGraph 中,通过状态隔离和并行节点实现,例如将工具调用和记忆更新分开处理。 - **LangGraph 实现**:使用状态图中的独立路径管理不同上下文。例如: ```python graph.add_node("handle_tools", lambda state: update_with_tool_feedback(state)) # 工具上下文 graph.add_node("update_memory", lambda state: store_knowledge(state)) # 知识上下文 graph.add_edge("compress_context", "handle_tools") graph.add_edge("compress_context", "update_memory") # 并行处理不同类型上下文 ``` 这提升了系统的鲁棒性,避免错误传播[^2][^3]。 ### 总结与实战价值 LangGraph 上下文工程通过上述四大策略,解决了 LLM 应用中的常见痛点,如上下文窗口限制和推理错误。它以图结构整合策略,使智能体能高效处理多步任务(如问答或自动化工作流)。例如,在客服聊天机器人中,LangGraph 可以动态管理对话历史(压缩和选择)、工具调用(隔离)和提示更新(写入),显著提升用户体验[^1]。掌握这一技术,能解锁智能体的潜力,推动 AI 应用的实际落地。
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