AI设计模式理解与能力选择
一、ReAct(推理与行动)
推理方式与控制逻辑
- 核心循环:
Thought → Action → Observation 的闭环迭代:- Thought:LLM 分析当前状态,生成下一步计划(如:“需查询实时数据,调用搜索工具”)
- Action:执行预定义工具(如
WebSearch("2025年加拿大人口")
),输出结构化调用指令 - Observation:获取工具返回结果,作为下一轮推理输入(如:“人口为3800万”)
- 终止条件:当 Action 输出
Finish
或达到最大迭代次数时终止
适用场景
- 动态交互任务:需实时调取外部数据的场景(如:新闻事实核查、多源信息交叉验证)
- 中低复杂度决策:步骤可动态调整的任务(如:客服问题分层解答、游戏AI行动规划)
- 高透明度需求场景:医疗诊断、金融审计等需可追溯决策链的领域
二、CodeAct(代码化行动)
推理方式与控制逻辑
- ReAct的演进:将 Action 替换为代码生成与执行:
- Thought:分析需求,确定需动态生成的代码逻辑(如:“需用Pandas清洗数据”)
- Code Generation:生成可执行代码(如Python脚本)。
- Code Execution:在沙箱中运行代码,捕获结果或错误
- Self-Debugging:若执行失败,基于错误信息重写代码
技术挑战
- 安全沙箱:必须隔离代码执行环境,防止系统资源滥用
- 复杂日志追踪:需记录代码I/O、异常堆栈,调试难度高于传统ReAc
适用场景
- 数据科学任务:动态生成数据分析、可视化脚本(如:实时建模预测)
- API编排与胶水代码:整合多源API(如:爬取数据→清洗→入库)
- 自动化开发:生成补丁、完成小型功能开发(如:修复TypeError)
三、Agentic RAG(智能体化检索增强)
推理方式与控制逻辑
- 传统RAG的升级:将检索过程嵌入ReAct循环:
- 迭代优化查询:根据初始检索结果,动态重写查询词(如:扩展关键词、修正语义)
- 多源异构检索:从数据库、知识图谱、互联网等多渠道交叉验证信息
- 内容质量评估:过滤低置信度内容,仅采纳可靠信源
适用场景
- 研究型任务:学术文献综述(需综合多篇论文结论)
- 法律/合规分析:从法规库中定位关联条款并比对差异
- 医疗诊断支持:整合患者历史记录与最新医学指南
四、Self-Reflection(自我反思)
推理方式与控制逻辑
- 双层优化机制:
- 计划反思:生成初始计划后立即审查逻辑漏洞(如:“步骤3依赖未验证数据,需优先检索”)
- 结果反思:任务完成后总结成功/失败原因,存入案例库供未来参考
- 关键技术:
- 使用 对比学习微调,奖励高效决策链,惩罚冗余或错误路径
效能提升
- 错误率降低:实验显示可减少30%-50%的幻觉与逻辑错误
- 长周期任务优化:通过记忆机制避免重复探索(如:游戏AI学习通关策略)
适用场景
- 高风险决策:自动驾驶中的突发路况处理(实时反思调整策略)
- 复杂项目管理:多智能体协作时协调资源分配(如:调整失效任务优先级)
模式对比与选型指南
模式 | 核心优势 | 典型局限 | 适用场景 | 代表框架 |
---|---|---|---|---|
ReAct | 响应快、透明度高 | 全局规划弱 | 动态交互任务 | LangChain, AutoGen |
CodeAct | 行动灵活性极强 | 安全风险高、调试复杂 | 代码生成/复杂API编排 | GPT-Engineer |
Agentic RAG | 信息整合深度优 | 计算开销大 | 研究/合规分析 | LlamaIndex, Haystack |
Self-Reflection | 错误率显著降低 | 需大量案例训练 | 高风险决策/长周期任务 | Reflexion, MemGPT |
选型建议:
- 优先 ReAct:需快速响应且工具链固定的场景(如客服机器人)。
- 选择 CodeAct:处理非结构化任务(如动态数据清洗)。
- 采用 Agentic RAG:知识密集型复杂推理(如法律研究)。
- 嵌入 Self-Reflection:对错误容忍度低的领域(如医疗、自动驾驶)