多角色AI代理的一次尝试- AI代码助手

AI Agent在投资领域比较火爆，代码助手的投资也比较多，单AI Agent，多角色AI Agent逐渐会成为AI应用的方向。最近一个10岁孩子直接使用豆包和两个ChatGPT进行愚公该移山还是该搬家的辩论活动吸引了大家的眼球，用户作为主持人角色指导2个GPT进行正反方辩友进行辩论和1个GPT作为评委进行评价，这个就是典型的多角色AI代理的应用场景，使用了3个GPT，其实一个也可以的，虽然这个活动最终没有达到预期，Chat GPT作为评委的代理，虽然没有评论，但都记录了它"听"到的内容。这个场景是直接使用GPT作为代理的例子，多角色AI Agent打开走向AGI的想象空间。下面以我比较熟悉的领域，尝试实现一个多角色AI代理编写代码的例子。涉及的角色为：

用户UserInterface：输入任务指令，并在任务无法完成时，进行指导，如：修改代码。

需求分析RequirementAnalyzer：针对用户输入的指令进行需求分析。

代码结构ProgramStructure：针对需求，提出合理的代码结构。

编写代码CodeGenerator：根据需求及代码结构和语言设置，编写代码。

代码审查CodeReviewer：针对生成的代码进行代码审查，提出改进意见。

代码执行CodeExecutor：执行审查完成的代码，输出测试结果。

协作交换Coordinator：协作交换逻辑，通过多次迭代完成任务。

完整代码：

import gradio as gr
import requests
import subprocess
import logging
import json
from io import StringIO
import threading
import time

# 配置日志记录
log_stream = StringIO()
logging.basicConfig(
    level=logging.DEBUG,
    format='%(asctime)s - %(levelname)s - %(message)s',
    handlers=[
        logging.StreamHandler(),  # 输出到控制台
        logging.StreamHandler(log_stream)  # 输出到 StringIO 流
    ]
)

# 定义RequirementAnalyzer角色
class RequirementAnalyzer:
    def __init__(self, api_url, model):
        self.api_url = api_url
        self.model = model

    def analyze_instruction(self, instruction):
        messages = [
            {"role": "system", "content": "你是一个有帮助的助手。"},
            {"role": "user", "content": f"分析以下指令: {instruction}"}
        ]
        response = requests.post(self.api_url, json={"messages": messages, "model": self.model, "stream": True}, stream=True)
        analysis = self.process_stream(response)
        logging.info(f"[RequirementAnalyzer] 分析的需求: {analysis}")
        return analysis

    def process_stream(self, response):
        content = ""
        for chunk in response.iter_content(chunk_size=None):
            if chunk:
                chunk_data = chunk.decode('utf-8')
                if "done" in chunk_data:
                    chunk_data = chunk_data.split("data: ")[-1]
                    chunk_json = json.loads(chunk_data)
                    if chunk_json["done"]:
                        break
                    else:
                        content += chunk_json["message"]["content"]
        return content

# 定义ProgramStructure角色
class ProgramStructure:
    def __init__(self, api_url, model):
        self.api_url = api_url
        self.model = model

    def determine_structure(self, requirement):
        messages = [
            {"role": "system", "content": "你是一个有帮助的助手。"},
            {"role": "user", "content": f"确定以下需求的类结构: {requirement}"}
        ]
        response = requests.post(self.api_url, json={"messages": messages, "model": self.model, "stream": True}, stream=True)
        structure = self.process_stream(response)
        logging.info(f"[ProgramStructure] 确定的结构: {structure}")
        return structure

    def process_stream(self, response):
        content = ""
        for chunk in response.iter_content(chunk_size=None):
            if chunk:
                chunk_data = chunk.decode('utf-8')
                if "done" in chunk_data:
                    chunk_data = chunk_data.split("data: ")[-1]
                    chunk_json = json.loads(chunk_data)
                    if chunk_json["done"]:
                        break
                    else:
                        content += chunk_json["message"]["content"]
        return content

# 定义CodeGenerator角色
class CodeGenerator:
    def __init__(self, api_url, model):
        self.api_url = api_url
        self.model = model

    def generate_code(self, requirement, structure, language):
        messages = [
            {"role": "system", "content": "你是一个有帮助的助手。"},
            {"role": "user", "content": f"根据以下需求和结构编写{language}代码: {requirement}, {structure}"}
        ]
        response = requests.post(self.api_url, json={"messages": messages, "model": self.model, "stream": True}, stream=True)
        code = self.process_stream(response)
        code = self.extract_code(code)  # 提取代码部分
        logging.info(f"[CodeGenerator] 生成的代码: {code}")
        return code

    def process_stream(self, response):
        content = ""
        for chunk in response.iter_content(chunk_size=None):
            if chunk:
                chunk_data = chunk.decode('utf-8')
                if "done" in chunk_data:
                    chunk_data = chunk_data.split("data: ")[-1]
                    chunk_json = json.loads(chunk_data)
                    if chunk_json["done"]:
                        break
                    else:
                        content += chunk_json["message"]["content"]
        return content

    def extract_code(self, content):
        # 假设代码部分被包裹在 ``` 代码块中，并去掉打头的语言标识
        import re
        match = re.search(r'```.*?\n(.*?)```', content, re.DOTALL)
        if match:
            return match.group(1).strip()
        return content.strip()

# 定义CodeReviewer角色
class CodeReviewer:
    def __init__(self, api_url, model):
        self.api_url = api_url
        self.model = model

    def review_code(self, code, language):
        messages = [
            {"role": "system", "content": "你是一个有帮助的助手。"},
            {"role": "user", "content": f"审查以下{language}代码并提出改进建议，并给出结论，如：整体来说，这段代码已经很完善: {code}"}
        ]
        response = requests.post(self.api_url, json={"messages": messages, "model": self.model, "stream": True}, stream=True)
        review = self.process_stream(response)
        logging.info(f"[CodeReviewer] 代码审查: {review}")
        return review

    def process_stream(self, response):
        content = ""
        for chunk in response.iter_content(chunk_size=None):
            if chunk:
                chunk_data = chunk.decode('utf-8')
                if "done" in chunk_data:
                    chunk_data = chunk_data.split("data: ")[-1]
                    chunk_json = json.loads(chunk_data)
                    if chunk_json["done"]:
                        break
                    else:
                        content += chunk_json["message"]["content"]
        return content

# 定义CodeExecutor角色
class CodeExecutor:
    def execute_code(self, code, language):
        if language == "Python":
            with open("temp.py", "w") as f:
                f.write(code)
            try:
                result = subprocess.run(["python", "temp.py"], capture_output=True, text=True)
                logging.info(f"[CodeExecutor] 执行结果: {result.stdout}")
                return result.stdout
            except Exception as e:
                logging.error(f"[CodeExecutor] 执行错误: {e}")
                return str(e)
        elif language == "JavaScript":
            with open("temp.js", "w") as f:
                f.write(code)
            try:
                result = subprocess.run(["node", "temp.js"], capture_output=True, text=True)
                logging.info(f"[CodeExecutor] 执行结果: {result.stdout}")
                return result.stdout
            except Exception as e:
                logging.error(f"[CodeExecutor] 执行错误: {e}")
                return str(e)
        else:
            logging.error(f"[CodeExecutor] 不支持的语言")
            return "不支持的语言"

# 定义UserInterface角色
class UserInterface:
    def __init__(self, coordinator):
        self.coordinator = coordinator
        self.log_output = None

    def ai_code_assistant(self, instruction, language, max_attempts):
        return self.coordinator.process_instruction(instruction, language, max_attempts)

    def update_logs(self):
        while True:
            time.sleep(1)
            if self.log_output:
                self.log_output.update(value=log_stream.getvalue())

    def launch(self):
        with gr.Blocks() as iface:
            gr.Markdown("# AI代码助手")
            with gr.Row():
                with gr.Column():
                    instruction = gr.Textbox(label="指令")
                    language = gr.Dropdown(["Python", "JavaScript"], label="语言")
                    max_attempts = gr.Number(label="最大交互次数", value=5)
                    submit_btn = gr.Button("提交")
                with gr.Column():
                    with gr.Tabs():
                        with gr.TabItem("生成的代码"):
                            generated_code = gr.Textbox(label="生成的代码", lines=10)
                        with gr.TabItem("程序结构"):
                            program_structure = gr.Textbox(label="程序结构", lines=10)
                        with gr.TabItem("审查结果"):
                            review_result = gr.Textbox(label="审查结果", lines=10)
                        with gr.TabItem("执行结果"):
                            execution_result = gr.Textbox(label="执行结果", lines=10)
                        with gr.TabItem("日志输出"):
                            self.log_output = gr.Textbox(label="日志输出", lines=10)
                        with gr.TabItem("修改代码"):
                            modified_code = gr.Textbox(label="修改代码", lines=10)
                            modify_btn = gr.Button("提交修改")

            submit_btn.click(
                fn=self.ai_code_assistant,
                inputs=[instruction, language, max_attempts],
                outputs=[generated_code, program_structure, review_result, execution_result, self.log_output]
            )

            modify_btn.click(
                fn=self.coordinator.process_modified_code,
                inputs=[modified_code, language],
                outputs=[generated_code, program_structure, review_result, execution_result, self.log_output]
            )

            gr.Examples(
                examples=[
                    ["计算一个数的阶乘", "Python", 5],
                    ["对一个数字列表按升序排序", "JavaScript", 5]
                ],
                inputs=[instruction, language, max_attempts],
                outputs=[generated_code, program_structure, review_result, execution_result, self.log_output]
            )

            # 启动日志更新线程
            threading.Thread(target=self.update_logs, daemon=True).start()

        iface.launch()

# 定义Coordinator角色
class Coordinator:
    def __init__(self, requirement_analyzer, program_structure, code_generator, code_reviewer, code_executor):
        self.requirement_analyzer = requirement_analyzer
        self.program_structure = program_structure
        self.code_generator = code_generator
        self.code_reviewer = code_reviewer
        self.code_executor = code_executor
        self.interaction_count = 0
        self.max_attempts = 5
        self.current_code = None
        self.current_language = None
        self.continue_after_max_attempts = False

    def process_instruction(self, instruction, language, max_attempts):
        self.max_attempts = max_attempts
        self.current_language = language
        self.continue_after_max_attempts = False
        # 分析用户指令
        requirement = self.requirement_analyzer.analyze_instruction(instruction)
        # 确定程序结构
        structure = self.program_structure.determine_structure(requirement)
        
        # 循环生成和审查代码，直到审查通过或达到最大交互次数
        while self.interaction_count < self.max_attempts or self.continue_after_max_attempts:
            self.interaction_count += 1
            logging.info(f"[Coordinator] 第 {self.interaction_count} 次尝试")
            # 生成代码
            code = self.code_generator.generate_code(requirement, structure, language)
            self.current_code = code
            # 审查代码
            review = self.code_reviewer.review_code(code, language)
            
            # 如果审查通过，跳出循环
            if "代码已经很完善" in review:
                break
            
            # 否则，重新生成代码
            requirement = f"修复以下代码: {code}"
        
        # 如果达到最大交互次数，提示用户修改代码
        if self.interaction_count >= self.max_attempts and not self.continue_after_max_attempts:
            logging.info("[Coordinator] 已达到最大交互次数，任务结束。")
            return code, structure, review, "已达到最大交互次数，任务结束。", self.get_logs()
        
        # 执行代码
        result = self.code_executor.execute_code(code, language)
        
        # 检查执行结果，如果发现问题，驱动相关角色行动
        if "Error" in result:
            self.handle_error(code, result)
        
        return code, structure, review, result, self.get_logs()

    def handle_error(self, code, error_message):
        # 这里可以实现错误处理逻辑，例如重新生成代码或提示用户修改代码
        logging.error(f"[Coordinator] 检测到错误: {error_message}")
        logging.info("[Coordinator] 驱动相关角色采取行动...")
        # 提示用户修改代码
        self.current_code = code
        return code, "", "", f"检测到错误，请修改代码: {error_message}", self.get_logs()

    def process_modified_code(self, modified_code, language):
        self.current_code = modified_code
        self.continue_after_max_attempts = True
        # 执行修改后的代码
        result = self.code_executor.execute_code(modified_code, language)
        
        # 检查执行结果，如果发现问题，驱动相关角色行动
        if "Error" in result:
            self.handle_error(modified_code, result)
        
        return modified_code, "", "", result, self.get_logs()

    def get_logs(self):
        # 获取日志输出
        return log_stream.getvalue()

# 主程序
def main():
    # 初始化API URL和模型
    api_url = "http://localhost:11434/api/chat"
    model = "qwen2.5"

    # 创建角色实例
    requirement_analyzer = RequirementAnalyzer(api_url, model)
    program_structure = ProgramStructure(api_url, model)
    code_generator = CodeGenerator(api_url, model)
    code_reviewer = CodeReviewer(api_url, model)
    code_executor = CodeExecutor()
    coordinator = Coordinator(requirement_analyzer, program_structure, code_generator, code_reviewer, code_executor)
    user_interface = UserInterface(coordinator)

    # 启动用户界面
    user_interface.launch()

if __name__ == "__main__":
    main()

一个输出的例子（对一个数字列表按升序排序）：

生成的代码：

class NumberSorter {
    constructor(numbers) {
        this.numbers = numbers;
    }

    // 返回排序后的数组
    sortNumbers() {
        return [...this.numbers].sort((a, b) => a - b);
    }

    // 对原数组进行就地排序
    inPlaceSort() {
        this.numbers.sort((a, b) => a - b);
    }
}

// 示例用法：
const numbersList = [5, 3, 9, 1, 7];
const sorter = new NumberSorter(numbersList);

// 调用 sortNumbers 方法，返回排序后的数组
const sortedNumbers = sorter.sortNumbers();
console.log(sortedNumbers);  // 输出: [1, 3, 5, 7, 9]

// 使用 inPlaceSort 方法对原始数组进行就地排序
sorter.inPlaceSort();
console.log(numbersList);    // 输出: [1, 3, 5, 7, 9]

评审结果：

这段JavaScript代码整体结构合理、功能明确。根据代码实现的功能和逻辑，提出以下改进建议：

建议

1. **文档注释**：在类中添加详细的注释或文档说明，例如对每个方法的输入输出进行解释。

2. **错误处理**：增加参数验证以确保`numbers`是一个有效的数组。可以使用ES6的`Array.isArray()`来检查类型是否正确。

3. **可读性增强**：将内部实现细节封装得更紧密，并在需要的地方添加注释，提高代码可维护性和理解度。

改进后的代码

```javascript

class NumberSorter {

/**

* 构造函数初始化一个数字排序器实例

* @param {number[]} numbers - 需要排序的数字数组

*/

constructor(numbers) {

if (!Array.isArray(numbers)) {

throw new Error('Numbers must be an array');

}

this.numbers = numbers;

}

/**

* 返回排序后的数组副本。

* @returns {number[]} 排序后的数字数组

*/

sortNumbers() {

return [...this.numbers].sort((a, b) => a - b);

}

/**

* 对原数组进行就地排序。

*/

inPlaceSort() {

this.numbers.sort((a, b) => a - b);

}

}

// 示例用法：

const numbersList = [5, 3, 9, 1, 7];

try {

const sorter = new NumberSorter(numbersList);

// 调用 sortNumbers 方法，返回排序后的数组

const sortedNumbers = sorter.sortNumbers();

console.log(sortedNumbers); // 输出: [1, 3, 5, 7, 9]

// 使用 inPlaceSort 方法对原始数组进行就地排序

sorter.inPlaceSort();

console.log(numbersList); // 输出: [1, 3, 5, 7, 9]

} catch (error) {

console.error(error.message);

}

```

结论

整体来说，这段代码已经很完善了。通过上述建议，我们增加了错误处理和参数检查，并且使代码更加健壮、易读。这将帮助开发人员更好地理解和维护这个类。

执行结果：

日志输出：

2024-11-04 08:59:04,259 - DEBUG - Loaded backend agg version v2.2.

2024-11-04 08:59:04,267 - DEBUG - Loaded backend MacOSX version unknown.

2024-11-04 08:59:06,212 - DEBUG - Loaded backend agg version v2.2.

2024-11-04 08:59:06,220 - DEBUG - Starting new HTTP connection (1): localhost:11434

2024-11-04 08:59:08,751 - DEBUG - http://localhost:11434 "POST /api/chat HTTP/1.1" 200 None

2024-11-04 08:59:15,931 - INFO - [RequirementAnalyzer] 分析的需求: 这个指令要求对给定的一组数字进行排序操作，使其按照从小到大的顺序排列。

在编程中实现这一功能通常可以使用语言内置的排序函数或方法。例如，在Python中你可以这样写：

```python

numbers = [5, 3, 9, 1, 7]

sorted_numbers = sorted(numbers)

print(sorted_numbers) # 输出: [1, 3, 5, 7, 9]

```

或者在Python中直接对列表进行排序，不返回新的列表：

```python

numbers = [5, 3, 9, 1, 7]

numbers.sort()

print(numbers) # 输出: [1, 3, 5, 7, 9]

```

这两个例子都实现了将原始数字列表按升序排序。你可以根据具体使用的编程语言选择合适的方法来实现这一操作。

2024-11-04 08:59:15,936 - DEBUG - Starting new HTTP connection (1): localhost:11434

2024-11-04 08:59:16,873 - DEBUG - http://localhost:11434 "POST /api/chat HTTP/1.1" 200 None

2024-11-04 08:59:27,923 - INFO - [ProgramStructure] 确定的结构: 为了模拟给定的功能，我们可以设计一个简单的类结构来封装排序功能。以下是一个可能的Python实现：

```python

class NumberSorter:

def init(self, numbers):

self.numbers = numbers

def sort_numbers(self):

return sorted(self.numbers)

def in_place_sort(self):

self.numbers.sort()

return self.numbers

示例用法：

numbers_list = [5, 3, 9, 1, 7]

sorter = NumberSorter(numbers_list)

sorted_numbers = sorter.sort_numbers() # 调用 sort_numbers 方法，返回排序后的列表

print(sorted_numbers) # 输出: [1, 3, 5, 7, 9]

使用 in_place_sort 方法对原始列表进行就地排序

in_place_sorted_numbers = sorter.in_place_sort()

print(in_place_sorted_numbers) # 输出: [1, 3, 5, 7, 9]

```

在这个例子中，我们创建了一个名为 `NumberSorter` 的类，并为其定义了两个方法：`sort_numbers` 和 `in_place_sort`。这两个方法分别用于返回排序后的列表和对原始列表进行原地排序。

通过这样的设计，你可以轻松地在不同的场景下使用这个类来实现按升序排列的功能。

2024-11-04 08:59:27,923 - INFO - [Coordinator] 第 2 次尝试

2024-11-04 08:59:27,926 - DEBUG - Starting new HTTP connection (1): localhost:11434

2024-11-04 08:59:30,027 - DEBUG - http://localhost:11434 "POST /api/chat HTTP/1.1" 200 None

2024-11-04 08:59:48,335 - INFO - [CodeGenerator] 生成的代码: class NumberSorter {

constructor(numbers) {

this.numbers = numbers;

}

// 返回排序后的数组

sortNumbers() {

return [...this.numbers].sort((a, b) => a - b);

}

// 对原数组进行就地排序

inPlaceSort() {

this.numbers.sort((a, b) => a - b);

}

}

// 示例用法：

const numbersList = [5, 3, 9, 1, 7];

const sorter = new NumberSorter(numbersList);

// 调用 sortNumbers 方法，返回排序后的数组

const sortedNumbers = sorter.sortNumbers();

console.log(sortedNumbers); // 输出: [1, 3, 5, 7, 9]

// 使用 inPlaceSort 方法对原始数组进行就地排序

sorter.inPlaceSort();

console.log(numbersList); // 输出: [1, 3, 5, 7, 9]

2024-11-04 08:59:48,338 - DEBUG - Starting new HTTP connection (1): localhost:11434

2024-11-04 08:59:49,386 - DEBUG - http://localhost:11434 "POST /api/chat HTTP/1.1" 200 None

2024-11-04 09:00:09,293 - INFO - [CodeReviewer] 代码审查: 这段JavaScript代码整体结构合理、功能明确。根据代码实现的功能和逻辑，提出以下改进建议：

建议

1. **文档注释**：在类中添加详细的注释或文档说明，例如对每个方法的输入输出进行解释。

2. **错误处理**：增加参数验证以确保`numbers`是一个有效的数组。可以使用ES6的`Array.isArray()`来检查类型是否正确。

3. **可读性增强**：将内部实现细节封装得更紧密，并在需要的地方添加注释，提高代码可维护性和理解度。

改进后的代码

```javascript

class NumberSorter {

/**

* 构造函数初始化一个数字排序器实例

* @param {number[]} numbers - 需要排序的数字数组

*/

constructor(numbers) {

if (!Array.isArray(numbers)) {

throw new Error('Numbers must be an array');

}

this.numbers = numbers;

}

/**

* 返回排序后的数组副本。

* @returns {number[]} 排序后的数字数组

*/

sortNumbers() {

return [...this.numbers].sort((a, b) => a - b);

}

/**

* 对原数组进行就地排序。

*/

inPlaceSort() {

this.numbers.sort((a, b) => a - b);

}

}

// 示例用法：

const numbersList = [5, 3, 9, 1, 7];

try {

const sorter = new NumberSorter(numbersList);

// 调用 sortNumbers 方法，返回排序后的数组

const sortedNumbers = sorter.sortNumbers();

console.log(sortedNumbers); // 输出: [1, 3, 5, 7, 9]

// 使用 inPlaceSort 方法对原始数组进行就地排序

sorter.inPlaceSort();

console.log(numbersList); // 输出: [1, 3, 5, 7, 9]

} catch (error) {

console.error(error.message);

}

```

结论

整体来说，这段代码已经很完善了。通过上述建议，我们增加了错误处理和参数检查，并且使代码更加健壮、易读。这将帮助开发人员更好地理解和维护这个类。

2024-11-04 09:00:09,453 - INFO - [CodeExecutor] 执行结果: [ 1, 3, 5, 7, 9 ]

[ 1, 3, 5, 7, 9 ]

以上例子比较简单，主要是为了演示整个交互的过程，当遇到复杂任务时，可能就比较难以实现了，当前还没有尝试，比如：开发一个产品或做一个项目。根据直接使用AI编程的经历，大概率会失败，根因为需要进行无数次的迭代，有时候迭代未必会成功，但这个是一个趋势，随时LLM模型的增强，必然会让越来越多的复杂任务得以实现，当前可以专注于现简单、容易实现的应用场景。