论文笔记：SQLPrompt: In-Context Text-to-SQL with Minimal Labeled Data

导语

本文提出了SQLPrompt，通过创新的Prompt设计、基于执行一致性的解码策略，以及混合不同格式的Prompt和不同LLMs输出的方式，提高了LLM在Few-shot In-context Learning下的能力。

• 会议：EMNLP 2023 Findings （Short）
• 链接：https://arxiv.org/abs/2311.02883

1 简介

这项研究介绍了"SQLPrompt"，一种针对大型语言模型（LLMs）中的Text-to-SQL任务进行少标签数据下的上下文提示的方法。SQLPrompt通过创新的提示设计、基于执行一致性的解码策略（选择最一致的执行结果SQL），以及"MixPrompt"和"MixLLMs"方法（增加不同提示设计和基础模型中SQL提议的多样性）来提高少示例提示的能力。结果表明，SQLPrompt在少标签数据的上下文学习中表现优异，与使用数千标签数据进行微调的最新技术相比，缩小了差距。

2 方法

作者实际上提出了4个小的模块，构成了SQLPrompt，分别为：

• Prompt设计：Prompt中包括数据库schema、主/外键和数据库内容。本文给出了两种不同的Prompt格式，分别为
  • Concise prompts ：Table1 name: column name 1, column name 2 (relevant database content) | Table2 name: column1 ...
  • Verbose prompts ：Table "CarNames" contains three columns. The column names and their types are : MakeID (number), Model (string) ..."; "Foreign keys are ... Use foreign keys to join Tables
• Execution-based consistency decoding：基于执行一致性的解码策略实际上就是对LLM进行多次采样生成，然后对生成的SQL语句进行执行，选择执行结果最一致的那个SQL；
• MixPrompt：将不同的Prompt格式进行混合作为Few-shot的示例；
• MixLLMs：将输入分别输入给不同的LLM进行生成采样；

从作者给出的这个流程图中可以很清楚的看到这4个模块。

3 实验

• 任务和数据集：考虑Spider跨领域大规模Text-to-SQL基准测试。
• 模型：包括不同版本的PaLM和FLAN模型。
• 微调模型：包括PICARD、RASAT和RESDSQL等。
• 上下文学习模型：包括对CodeX、GPT-3和ChatGPT的评估。

4 结果

• 性能比较：SQLPrompt在上下文学习和微调方法中表现优异，特别是在执行准确度（EX）和测试准确度（TS）方面。
• 消融研究 ：研究了SQLPrompt的多个组件各自对于最终结果的影响，包括
  • 提示设计、
  • 基于执行的一致性解码、
  • MixPrompt和
  • MixLLMs。

从表格2-5可以看到，作者提出的这四个模块都对最终的SQLPrompt方法有提升。

5 结论

SQLPrompt通过创新的提示设计和一致性解码策略，显著提高了Text-to-SQL任务的性能。其在处理少量标签数据时的能力尤其突出，为Text-to-SQL领域提供了一个有力的新工具。