(LLM系列)Prompt工程完全指南:从零到高手

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在人工智能快速发展的今天,掌握Prompt工程已成为有效使用大语言模型的关键技能。本文将深入探讨两个最重要的Prompt技术:Few-shot Learning和Chain-of-Thought,帮助你从入门到精通。

什么是Prompt工程?

Prompt工程是设计和优化输入指令的艺术,目的是引导AI模型产生更准确、更有用的输出。就像与人交流一样,提问的方式直接影响得到的答案质量。

Few-shot Learning:通过示例教会AI

Few-shot Learning是一种通过提供少量示例来指导模型行为的技术。相比直接下达指令,示例能让模型更好地理解你的期望。

基本原理

Few-shot的核心思想是"示范胜于说教"。通过展示输入-输出对,模型能够识别模式并应用到新任务中。

实践示例

Zero-shot(无示例):

将以下句子翻译成正式商务语气:
"嘿,会议推迟到明天了"

Few-shot(有示例):

将以下句子翻译成正式商务语气。

示例1:
输入:"嘿,项目搞定了"
输出:"尊敬的各位,项目已圆满完成。"

示例2:
输入:"老板说行"
输出:"管理层已批准该提案。"

现在请转换:
"嘿,会议推迟到明天了"

Few-shot版本会产生更符合预期的正式表达,因为模型已经从示例中学到了转换的具体风格。

Few-shot最佳实践

  1. 示例数量:通常2-5个示例最有效,过多会占用token且收益递减
  2. 示例质量:确保示例清晰、准确,涵盖不同场景
  3. 格式一致:保持所有示例的格式统一
  4. 代表性:选择能代表任务多样性的示例

应用场景

  • 文本分类和情感分析
  • 格式转换(如JSON到表格)
  • 风格模仿(如特定作者的写作风格)
  • 数据提取和结构化

Chain-of-Thought:让AI展示思考过程

Chain-of-Thought(CoT)是一种促使模型展示中间推理步骤的技术,特别适用于需要复杂推理的任务。

为什么CoT有效?

大语言模型在直接回答复杂问题时容易出错,但如果要求它们逐步推理,准确率会显著提升。这类似于人类解决问题时在纸上演算的过程。

基本形式

不使用CoT:

问题:一家商店打7折,再用20元优惠券,原价300元的商品最终多少钱?

使用CoT:

问题:一家商店打7折,再用20元优惠券,原价300元的商品最终多少钱?

请逐步思考并展示计算过程:

Few-shot CoT:终极组合

将Few-shot和CoT结合使用,效果更强大:

请解决以下数学应用题,展示完整的推理过程。

示例:
问题:小明有15个苹果,给了小红1/3,小红又吃了2个,小红还剩几个?
思考过程:
1. 小明给小红的苹果数 = 15 × 1/3 = 5个
2. 小红吃了2个后剩余 = 5 - 2 = 3个
答案:3个

现在请解决:
一辆车以60公里/小时的速度行驶了2.5小时,然后以80公里/小时又行驶了1.5小时,总共行驶了多少公里?

CoT的变体技巧

1. 自我一致性(Self-Consistency) 让模型生成多个推理路径,然后选择最常见的答案:

请用3种不同的方法解决这个问题,然后比较答案是否一致。

2. 零样本CoT(Zero-shot CoT) 仅需添加"让我们一步步思考"这样的提示:

问题:[你的问题]
让我们一步步思考这个问题。

3. 分解复杂任务

请按以下步骤分析:
1. 识别问题中的关键信息
2. 确定需要使用的公式或原理
3. 逐步计算
4. 验证答案的合理性

实战:结合两种技术

以下是一个综合应用Few-shot和CoT的高级示例:

你是一个数据分析助手。请分析用户评论的情感,并解释判断理由。

示例1:
评论:"虽然价格有点贵,但质量真的很好,很满意!"
分析过程:
- 负面因素:价格贵(权重:低)
- 正面因素:质量好、很满意(权重:高)
- 整体倾向:正面情感占主导
结论:正面(积极)

示例2:
评论:"发货快,但产品完全不符合描述,非常失望。"
分析过程:
- 正面因素:发货快(权重:低)
- 负面因素:不符合描述、非常失望(权重:高)
- 整体倾向:负面情感占主导
结论:负面(消极)

现在请分析:
"客服态度不错,但等了两周才到货,包装也破损了。"

常见错误与避免方法

  1. 示例过于简单:提供的示例应该具有一定复杂度,能展示任务的真实难度
  2. 跳过中间步骤:在CoT中省略关键推理环节会降低效果
  3. 格式不一致:示例之间的格式差异会混淆模型
  4. 过度依赖:不是所有任务都需要Few-shot或CoT,简单任务用简单prompt即可

性能优化建议

选择合适的技术:

  • 简单任务:直接指令
  • 格式转换/风格模仿:Few-shot
  • 数学/逻辑推理:CoT
  • 复杂分析任务:Few-shot + CoT

迭代改进:

  1. 从简单prompt开始测试
  2. 如果结果不理想,添加1-2个示例
  3. 如果仍有问题,引入思维链
  4. 持续调整示例质量和数量

工具与资源

  • 提示词库:OpenPrompt、Awesome Prompts等社区资源
  • 测试平台:在不同模型上测试prompt效果
  • 版本控制:记录有效的prompt模板供复用

结语

Prompt工程是一门平衡艺术与科学的技能。Few-shot Learning教会我们通过示例沟通意图,Chain-of-Thought则揭示了引导模型深度思考的力量。掌握这两项技术,你就拥有了驾驭大语言模型的核心能力。

记住,最好的prompt往往来自不断实验和迭代。开始尝试,记录你的发现,逐渐建立自己的prompt工程工具箱。在AI时代,善于提问的人将获得最大的优势。