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02-LangChain 模型-开发第一个应用&LangChain 的研发

AI悦创原创2023年7月1日ChatGPTChatGPT大约 44 分钟...约 13274 字

1. OpenAI

1.1 获取你的 OpenAI API Key

登陆 OpenAI 账户获取你的 API Key

1. 设置 openai_api_key
openai_api_key='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'

1.2 Chat API：OpenAI

我们先从直接调用 OpenAI 的 API 开始。

get_completion 函数是基于 openai 的封装函数，对于给定提示（prompt）输出相应的回答。其包含两个参数

  • prompt 必需输入参数。 你给模型的提示，可以是一个问题，可以是你需要模型帮助你做的事（改变文本写作风格，翻译，回复消息等等）。
  • model 非必需输入参数。默认使用 gpt-3.5-turbo。你也可以选择其他模型。

这里的提示对应我们给 chatgpt 的问题，函数给出的输出则对应 chatpgt 给我们的答案。

def get_completion(prompt, model="gpt-3.5-turbo"):
    messages = [{"role": "user", "content": prompt}]  # 角色、内容

    response = openai.ChatCompletion.create(
        model=model,
        messages=messages,
        temperature=0,  # 温度，设置 0 ，GPT 会更加的严谨，如果想更有创造性，可以设置为0.3、0.7
    )
    return response.choices[0].message["content"]

1.3 一个简单的例子

我们来一个简单的例子 - 分别用中英文问问模型

  • 中文提示(Prompt in Chinese)： 1+1是什么？
  • 英文提示(Prompt in English)： What is 1+1?
get_completion("1+1是什么？")

# out
'1+1等于2。'

2. LangChain Components

2.1 Schema - 与 LLM 合作的具体细节

Text：与 LLM 互动的自然语言方式

# 您将使用简单的字符串(很快就会变得复杂!)
my_text = "星期五之后是哪一天？"

2.2 聊天消息

类似于文本，但指定了消息类型（系统、人类、AI）

  • 系统- 告诉 AI 做什么的有用的背景上下文
  • 人类- 旨在代表用户的消息
  • AI - 显示 AI 响应内容的消息
1. 下载
# 下载需要的包 langchain 
!pip install -q langchain

2.3 预置指令

我们还可以让我们 LangChain 提前设定角色，比如我现在提前内置小红书的角色，文本如下：

你的任务是以小红书博主的文章结构，以我给出的主题写一篇帖子推荐。你的回答应包括使用表情符号来增加趣味和互动，以及与每个段落相匹配的图片。请以一个引人入胜的介绍开始，为你的推荐设置基调。然后，提供至少三个与主题相关的段落，突出它们的独特特点和吸引力。在你的写作中使用表情符号，使它更加引人入胜和有趣。对于每个段落，请提供一个与描述内容相匹配的图片。这些图片应该视觉上吸引人，并帮助你的描述更加生动形象。我给出的主题是：

如何使用？代码如下：

1. 使用预设并输出
response = chat([
    SystemMessage(content="你的任务是以小红书博主的文章结构，以我给出的主题写一篇帖子推荐。你的回答应包括使用表情符号来增加趣味和互动，以及与每个段落相匹配的图片。请以一个引人入胜的介绍开始，为你的推荐设置基调。然后，提供至少三个与主题相关的段落，突出它们的独特特点和吸引力。在你的写作中使用表情符号，使它更加引人入胜和有趣。对于每个段落，请提供一个与描述内容相匹配的图片。这些图片应该视觉上吸引人，并帮助你的描述更加生动形象。我给出的主题是："),
    HumanMessage(content="MacBook Pro13.3 2020款"),
])
print(response)

2.3 这个预设很不错，我想要！

有时候，我们会遇到和上面举的小红书类似的角色预设，那么我们如果在别的平台发现这种优质预设，想要收集起来，怎么办呢？

——显然，我们可以试一试套话。「有一定的概率」

2.4 实现有记忆的 Chat

2.5 LangChain 的历史记忆

上面我们是自己实现了一个简单，具有历史对话记录的功能代码。

那么，LangChain 没有给我们实现么？——答案是有的。

之后带你详细🔎使用，我们继续吧～

3. 探究 LangChain 封装📦的代码「模拟编写」

3.0 前期准备

密钥是我们非常重要的资产，不能被不法分子发现。所以，需要隐藏起来。

使用 Python 的虚拟环境，例如 venv 或 virtualenv ，并且在这个环境中设置环境变量，我们可以创建一个名为 .env 的文件，在其中添加我们的环境变量。然后，使用库 python-dotenv 来从这个文件中加载环境变量。

  1. 首先，安装 python-dotenv 库
pip install python-dotenv
  1. 然后，在你的项目根目录中创建一个名为 .env 的文件，并在其中添加你的环境变量：
KEY=my_value
  1. 最后，在 Python 脚本中，使用 python-dotenv 库来加载 .env 文件中的环境变量：
1
from dotenv import load_dotenv
import os

# 加载.env文件
load_dotenv()

# 获取环境变量
key_value = os.getenv('KEY')

print(key_value)  # 打印'my_value'

在上面的代码中，load_dotenv() 函数会查找 .env 文件，并加载其中的环境变量。然后，你可以使用 os.getenv 来获取这些环境变量。

需要注意的是，.env 文件通常不应该被添加到版本控制系统，因为它可能包含敏感的数据，比如 API 密钥。因此，你应该在你的 .gitignore 文件中添加 .env。

3.1 实现基础请求

直接访问 OpenAI 官网即可，获取 API key 然后结合文档即可写出如下代码。

1. 安装 openai
pip install openai

3.2 实现基础问答

用户提问

3.3 假定 ChatGPT 的角色🎭

请求代码

3.4 假设 AI 回答方便制造情景

我们还是使用前面的对话例子，这里我先放一下前面的代码，方便你查阅。

chat(
    [
        SystemMessage(content="你是一个很好的 AI 机器人,可以帮助用户在一个简短的句子中找出去哪里旅行"),
        HumanMessage(content="我喜欢海滩,我应该去哪里?"),
        AIMessage(content="你应该去广东深圳"),  # 假设 AI 回复的这个，这样下一个用户提问，就能接上
        # 当然，上面的 3. 使用实例化的 Chat 中的回答，也是可以 copy 到这里使用的
        HumanMessage(content="当我在那里时我还应该做什么?")
    ]
)

我们一步步来探究和实现：

第一步问答

此时，AI 给我回答的不是广州，我现在来假设 AI 回答的是广州并且继续提问。

实现假设 AI 的回答

在这里，你应该发现了，我们使用 assistant 来设定 ChatGPT 的回答。

小结：

  • system：系统预设角色
  • assistant：AI 自己的角色
  • user：我们用户自己的角色

所以，通过上面的探究，我们已经摸清楚了 OpenAI 自身的角色、用户、系统对应的关键词。

3.5 我们来思考一下，如何实现自己的 LangChain

首先，我们前面也学到了 LangChain，那么我们也知道 LangChain 给我们实现了：

  • SystemMessage
  • AIMessage
  • HumanMessage

我现在会带你分别实现，上面 LangChain 所实现的三个角色。

3.5.1 前置知识 1 「继承」

假设我们正在开发一个宠物管理系统，系统需要处理各种类型的宠物，例如狗、猫等。

首先，我们可以定义一个通用的 Pet 类，用于存储所有宠物的共同属性。例如，所有的宠物都有名字和年龄：

class Pet:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

现在，我们可以创建一个 Pet 的实例：

generic_pet = Pet('Fluffy', 2)
print(generic_pet.name)  # 输出：Fluffy
print(generic_pet.age)  # 输出：2

然而，在我们的系统中，不同类型的宠物可能需要不同的处理。例如，狗需要被遛，而猫需要猫砂。为此，我们可以创建一个 Dog 类和一个 Cat 类，它们都继承自 Pet 类：

class Dog(Pet):
    def __init__(self, name, age):
        super().__init__(name, age)  # 在做其他操作之前，先调用父类的__init__() 方法。
        self.species = 'Dog'

class Cat(Pet):
    def __init__(self, name, age):
        super().__init__(name, age)
        self.species = 'Cat'

在这些子类中，我们使用 super().__init__(name, age) 来调用父类 Pet 的 __init__ 方法，并设置了一个新的属性 species。

现在我们可以创建一只狗和一只猫：

my_dog = Dog('Spot', 3)
my_cat = Cat('Whiskers', 5)

print(my_dog.species)  # 输出：Dog
print(my_dog.name)  # 输出：Spot
print(my_dog.age)  # 输出：3

print(my_cat.species)  # 输出：Cat
print(my_cat.name)  # 输出：Whiskers
print(my_cat.age)  # 输出：5

通过这种方式，我们可以创建具有特定属性的宠物对象，而无需每次创建新宠物时都指定这些属性。

我们可以尝试修改父类的初始化，看看是否会影响子类：

3.5.2 前置知识 2 「call」

在 Python 中，__call__ 是一个特殊方法，它使得类的实例（objects）可以像函数那样被调用。定义了 __call__ 方法的类的实例可以直接像函数那样使用，就像是 instance(arguments)。

在 Python 中，__call__ 方法是一个特殊的方法。当我们对一个对象使用圆括号 () 时，就会调用该对象的 __call__ 方法。这使得对象能像函数一样被调用。简单来说，你可以将 __call__ 方法视为类的一个"特殊行为"。

首先，让我们看一个没有 __call__ 方法的类：

class Hello:
    def greet(self, name):
        print(f"Hello, {name}!")

hello = Hello()
hello.greet("Alice")  # 输出：Hello, Alice!

上面的代码中，我们创建了一个 Hello 类，它有一个 greet 方法，可以打印出一个问候信息。然后我们创建了一个 Hello 的实例，然后调用了 greet 方法。

现在，我们在 Hello 类中添加一个 __call__ 方法：

class Hello:
    def __call__(self, name):
        print(f"Hello, {name}!")

hello = Hello()
hello("Alice")  # 输出：Hello, Alice!

在这个新的 Hello 类中，我们添加了 __call__ 方法。然后我们创建了一个新的 Hello 实例。这次，我们直接对这个实例使用了圆括号，就像它是一个函数一样。这时，__call__ 方法被调用，打印出了问候信息。这就是 __call__ 方法的作用：它使得对象能够像函数一样被调用。

在我们后面的 OpenAI 聊天代码中，__call__ 方法被用于接收一个消息列表，然后生成一次聊天。这使得我们可以直接对 ChatOpenAI 实例使用圆括号，就像它是一个函数一样。这样的代码更加直观和易于理解。

3.5.3 类实现

基本函数实现

3.5.3 代码解析

首先，我们需要定义父类 Message：

class Message:
    def __init__(self, role, content):
        self.role = role
        self.content = content

这个类接收两个参数：role 和 content，并将这两个参数设置为对象的属性。现在我们可以创建一个 Message 的实例：

msg = Message('system', '你好')
print(msg.role)  # 输出：system
print(msg.content)  # 输出：你好

然后，我们定义子类 HumanMessage，它继承自 Message：

class HumanMessage(Message):
    def __init__(self, content):
        super().__init__('user', content)

HumanMessage 类的 __init__ 方法只接收一个参数 content。当我们创建一个 HumanMessage 的实例时，它会自动将 role 设置为 'user'：

human_msg = HumanMessage('我喜欢海滩')
print(human_msg.role)  # 输出：user
print(human_msg.content)  # 输出：我喜欢海滩

这就是 HumanMessage 类的作用：创建一个角色总是 'user' 的 Message 实例。这样我们在创建用户消息时，只需要提供 content，不需要每次都指定 role。

3.6 使我们的程序能够重复执行对话、历史对话记忆

实现1「简洁版本」

3.7 编写简单的 GUI

1.0 基本实现

以下，基本实现 GUI，但是对于用户连续点击发送或者回车，会导致卡顿。

1. 精简代码

完整代码

寄语

直接学会基础的库调用和开发，绝对是很简单的。但是，现成的产品、开发库有时候并不能真的完完全全符合我们的开发需求，只有了解，在没有开发库的时候，我们应该如何研发，这样才能紧跟时代。毕竟，不是所有新技术你都要等别人翻译完、别人给你开发好好用的库你才可以开始加入和使用！——AI悦创 2023-07-08 16:54:08

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