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函数调用 (Function Calling)

概述​

大模型中的函数调用又称 Function Calling 。函数调用指的是用户通过描述函数和目标任务，让大模型尝试去调用某个函数。

需要注意的是，大模型本身没有能力自行执行函数，大模型根据用户输入和函数定义，向您提供：是否需要调用、调用什么函数、函数参数。得到这些信息后，客户端再自行执行函数，再把执行结果给到大模型，进行下一轮的任务。

一些框架比如 LangGraph 、LlamaIndex 可以简化这一过程。模力方舟提供了开箱即用的大模型函数调用能力，下文将讲述如何使用。

提示

Function Calling 与 tool call 是类似概念，tool call 是升级版，已替代 Function Calling 。
工具列表需要传入 tools 。

案例一：让AI知道今天的天气，直接解析函数调用结果​

本案例的方法为最直接的方法，用于理解 Function Calling 流程和原理。结合Langchain的更简便的方法实现参考 案例二

步骤一：组合tools参数​

首先组合tools参数，下面向大模型描述了一个名为 get_current_weather 的函数，函数传入参数为 city, x , y ，函数能力是通过城市名和经纬度获取地点的天气情况：

python
tools = [
    {
        "type": "function",
        "function": {
            "name": "get_current_weather",
            "description": "通过城市名和日期获取地点的天气情况，包括温度、天气状况等信息",
            "parameters": {
                "type": "object",
                "properties": {
                    "city": {
                        "type": "string",
                        "description": "用户想要查询天气的城市名称",
                    },
                    "date": {
                        "type": "string",
                        "description": "想要查询的日期，如'今天'、'明天'或具体日期'2023-10-01'",
                    }
                },
                "required": ["city", "date"],
            },
        }
    }
]

tools 是一个列表，可定义多个，参数说明：

  • type ：定义参数对象的类型，通常是 object，表示参数结构为一个包含多个属性的 JSON 对象。
  • properties ：这是核心部分，列出每个参数的具体定义 JSON Schema 格式。
    • name ：每个属性的名称，对应函数的参数名。
    • type ：参数的数据类型，比如 string、float、integer 等。
    • description ：描述每个参数的用途，帮助模型理解如何填充参数值。
    • required ：指定哪些参数是必填的，如果参数在 required 列表中，那么模型在生成调用时必须填充这些参数。

步骤二：调用大模型​

将上文拼凑好的 tools 参数传入客户端中，解析响应的请求，并根据请求调用定义好的 get_current_weather 函数。

python
import json

completion_tool = client.chat.completions.create(
    model=model_name,
    stream=False,
    tools=tools,
    temperature=0.1,
    top_p=0.95,
    tool_choice="auto",
    messages=[
        {"role": "system", "content": "你是聪明的助手，在需要查询天气时会调用工具。"},
        {"role": "user", "content": "北京今天的天气怎么样？"}
    ]
)

print(completion_tool, end="\n\n")


def get_current_weather(city: str, date: str) -> str:
    print(f"执行 get_current_weather, 获得的参数是: city: {city}, date: {date}")
    # 模拟天气查询接口返回结果
    return f"""北京市{date}天气信息：
            天气状况：晴朗
            温度：25-32℃
            风力：东北风3-4级
            湿度：45%
            紫外线强度：中等，建议外出涂抹防晒霜"""


function_res = completion_tool.choices[0].message.tool_calls[0].function
arguments_res = function_res.arguments

print("即将调用的函数是: ", function_res.name)

json_arguments = json.loads(
    completion_tool.choices[0].message.tool_calls[0].function.arguments)

print(f"tool call 参数: 城市: {json_arguments['city']}, 日期: {json_arguments['date']}")

# 执行函数
eval(f'{function_res.name}(**{arguments_res})')

至此函数已成功调用！您可以将函数响应的结果处理为：

{
    'role': 'tool',
    'name': 'get_current_weather',
    'content': '北京市今天天气信息：天气状况：晴朗...',
    'tool_call_id': 'xxxx'
}

案例二：配合 Langchain 让 AI 总结汇报今日新闻​

步骤一：安装必要的库​

Langchain 等库提供了更多简便的工具和写法，首先安装必要的库：

bash
pip install \
    langchain==0.3.3 \
    langgraph==0.2.38 \
    langchain_core \
    langchain_community==0.3.2 \
    langchain_openai \
    -i https://mirrors.cloud.tencent.com/pypi/simple

您也可以使用 langchain 的 JavaScript 版本

使用 langchain @tool 装饰器，会自动帮您转换为符合规范的 tools 参数，包括首行的 """xxx""" 注释和 Annotated 注释都会成为 tools 参数中的 description 。 使用 langgraph create_react_agent 创建 agent, 将会自动生成函数调用、执行工具、回传工具消息等，极大简化流程。

步骤二：获取新闻信息​

下面实现让 AI 获取新闻，编写并执行 Python 代码，将新闻写入到 news.txt 文件中”：

python
from langchain_openai import ChatOpenAI
from langchain.tools import tool
from langchain_community.document_loaders import WebBaseLoader
from typing import AsyncIterator, Iterator, List, Optional, Annotated
from langgraph.prebuilt import create_react_agent
from langchain_core.messages import HumanMessage, AIMessage, AIMessageChunk, ToolMessage

# 仅用于个人学习演示：
@tool
def get_news(query: str):
    """获取最新新闻列表、今日新闻。此工具提供热门新闻摘要、链接，有图片的信息还提供了封面"""
    try:
        news_load = WebBaseLoader(
            # 忽略 2019/07，实际上是最新的
            'https://news.cctv.com/2019/07/gaiban/cmsdatainterface/page/news_1.jsonp?cb=news').load()
        news = news_load[0].page_content
        print('get_news 长度', len(news))
        # 截取字符, 防止过长、加快 AI 速度。
        return news[:4000]
    except Exception as e:
        print("get_news 失败", e)



# 此函数存在安全隐患，仅用于演示，请勿用于生产环境：
@tool
def python_code_exec(code: Annotated[str, '安全的 python 代码、表达式，将结果赋值到变量 result 中。字符串是多行字符串']) -> dict:
    """执行 python 代码、根据输入的表达式进行数学计算。可利用 python 编程解决问题，你可以自由编写安全的、完整、可执行的 python 代码，然后获取执行结果"""
    local_vars = {}
    try:
        exec(code, {}, local_vars)
        return f"结果是: {str(local_vars)}"
    except Exception as e:
        return f"执行失败: {str(e)}"


tools_list = [get_news, python_code_exec]


model_name = "Qwen2.5-72B-Instruct"
base_url = "https://ai.gitee.com/v1"

# https://ai.gitee.com/dashboard/settings/tokens 获取您的访问令牌
GITEE_AI_API_KEY = ""

llm = ChatOpenAI(model=model_name, api_key=GITEE_AI_API_KEY, base_url=base_url, streaming=True, temperature=0.1, presence_penalty=1.05, top_p=0.9,
                 extra_body={
                     "tool_choice": "auto",
                 })
system_message = """你是聪明的助手，在调用工具之前简单汇报"""

# 使用 langgraph 创建 agent，自带调用、执行工具、回传工具消息等
agent_executor = create_react_agent(
    llm, tools=tools_list, debug=False)

ai_res_msg = ''
first = True
config = {"configurable": {"thread_id": "xxx",  "recursion_limit": 10}}

for ai_msg, metadata in agent_executor.stream(
    {"messages": [system_message, HumanMessage(content="获取今日前三条新闻标题，然后编写 python 代码写入到 ./news.txt 中, 编码使用 utf-8")]}, config, stream_mode="messages"
):
    if ai_msg.content and isinstance(ai_msg, AIMessage):
        # 实时输出
        print(ai_msg.content, end="")
        ai_res_msg += ai_msg.content

    if isinstance(ai_msg, AIMessageChunk):
        if first:
            gathered = ai_msg
            first = False
        else:
            gathered = gathered + ai_msg
        if ai_msg.tool_call_chunks:
            print("调用的函数:", gathered.tool_calls)
    if isinstance(ai_msg, ToolMessage):
        print("工具调用结果：", ai_msg.content)

# 汇总输出
print(ai_res_msg)

您将会看到模型实时调用的过程和最新新闻结果，然后 AI 将自行编写代码，将新闻标题保存到 news.txt 文件中！