使用Python從零搭建一個(gè)AI Agent的實(shí)戰(zhàn)指南
引言
2026年最火的概念之一就是AI Agent——讓大模型不再只是聊天機(jī)器人,而是能自主規(guī)劃、調(diào)用工具、完成復(fù)雜任務(wù)的智能體。本文用純Python從零實(shí)現(xiàn)一個(gè)可用的Agent,不依賴任何框架。
Agent的核心循環(huán)
Agent的本質(zhì)就一個(gè)循環(huán):思考→行動(dòng)→觀察→再思考。
用戶輸入 → LLM推理 → 決定是否調(diào)用工具 → 執(zhí)行工具 → 觀察結(jié)果 → 繼續(xù)推理 → 輸出
最小實(shí)現(xiàn)
import json
from openai import OpenAI
client = OpenAI() # 確保API key已配置
# 定義工具
tools = [
{
"type": "function",
"function": {
"name": "get_weather",
"description": "獲取指定城市的天氣",
"parameters": {
"type": "object",
"properties": {
"city": {"type": "string", "description": "城市名稱"}
},
"required": ["city"]
}
}
},
{
"type": "function",
"function": {
"name": "calculate",
"description": "執(zhí)行數(shù)學(xué)計(jì)算",
"parameters": {
"type": "object",
"properties": {
"expression": {"type": "string", "description": "數(shù)學(xué)表達(dá)式"}
},
"required": ["expression"]
}
}
}
]
# 工具實(shí)現(xiàn)
def get_weather(city: str) -> str:
# 實(shí)際項(xiàng)目中接入天氣API
return f"{city}今天晴,氣溫22°C"
def calculate(expression: str) -> str:
try:
result = eval(expression) # 生產(chǎn)環(huán)境請(qǐng)用安全解析器
return str(result)
except Exception as e:
return f"計(jì)算錯(cuò)誤: {e}"
TOOL_MAP = {
"get_weather": get_weather,
"calculate": calculate,
}
def run_agent(user_input: str, max_steps: int = 5) -> str:
messages = [{"role": "user", "content": user_input}]
for step in range(max_steps):
response = client.chat.completions.create(
model="gpt-4o",
messages=messages,
tools=tools,
tool_choice="auto"
)
msg = response.choices[0].message
messages.append(msg)
# 沒(méi)有工具調(diào)用,直接返回結(jié)果
if not msg.tool_calls:
return msg.content
# 執(zhí)行工具調(diào)用
for tool_call in msg.tool_calls:
fn_name = tool_call.function.name
fn_args = json.loads(tool_call.function.arguments)
print(f" ?? 調(diào)用工具: {fn_name}({fn_args})")
result = TOOL_MAP[fn_name](**fn_args)
messages.append({
"role": "tool",
"tool_call_id": tool_call.id,
"content": result
})
return "達(dá)到最大步數(shù)限制"
實(shí)際運(yùn)行
# 簡(jiǎn)單查詢
print(run_agent("北京天氣怎么樣?"))
# ?? 調(diào)用工具: get_weather({'city': '北京'})
# 北京今天晴,氣溫22°C
# 多步推理
print(run_agent("北京和上海哪個(gè)更暖和?"))
# ?? 調(diào)用工具: get_weather({'city': '北京'})
# ?? 調(diào)用工具: get_weather({'city': '上海'})
# 根據(jù)查詢結(jié)果,上海今天25°C,北京22°C,上海更暖和
加上記憶系統(tǒng)
單輪Agent只是開始。真正的Agent需要跨對(duì)話記住信息:
import sqlite3
class AgentMemory:
def __init__(self, db_path: str = "agent_memory.db"):
self.conn = sqlite3.connect(db_path)
self.conn.execute("""
CREATE TABLE IF NOT EXISTS memories (
id INTEGER PRIMARY KEY,
key TEXT UNIQUE,
value TEXT,
created_at TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP
)
""")
self.conn.commit()
def save(self, key: str, value: str):
self.conn.execute(
"INSERT OR REPLACE INTO memories (key, value) VALUES (?, ?)",
(key, value)
)
self.conn.commit()
def recall(self, key: str) -> str | None:
row = self.conn.execute(
"SELECT value FROM memories WHERE key = ?", (key,)
).fetchone()
return row[0] if row else None
def list_all(self) -> list[dict]:
rows = self.conn.execute(
"SELECT key, value FROM memories ORDER BY created_at DESC LIMIT 20"
).fetchall()
return [{"key": r[0], "value": r[1]} for r in rows]
把記憶工具加入Agent的tools列表,Agent就能自主決定什么時(shí)候存取信息了。
關(guān)鍵設(shè)計(jì)原則
- 工具描述要精確——LLM根據(jù)description決定何時(shí)調(diào)用,描述模糊會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤調(diào)用
- 限制最大步數(shù)——防止死循環(huán),5-10步足夠大多數(shù)任務(wù)
- 錯(cuò)誤處理要優(yōu)雅——工具失敗時(shí)返回有意義的錯(cuò)誤信息,而不是拋異常
- 用streaming提升體驗(yàn)——長(zhǎng)推理過(guò)程讓用戶看到中間輸出
與框架對(duì)比
| 方案 | 靈活性 | 學(xué)習(xí)成本 | 適合場(chǎng)景 |
|---|---|---|---|
| 純Python(本文) | 最高 | 低 | 定制化Agent |
| LangChain Agent | 中等 | 高 | 標(biāo)準(zhǔn)化工作流 |
| CrewAI | 較低 | 中等 | 多Agent協(xié)作 |
| Dify | 低 | 最低 | 零代碼搭建 |
先用純Python搞懂原理,再用框架提效,這是最穩(wěn)的學(xué)習(xí)路徑。
到此這篇關(guān)于使用Python從零搭建一個(gè)AI Agent的實(shí)戰(zhàn)指南的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Python搭建AI Agent內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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