一步步带你认识大模型的 Function Call

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@小白创作中心

一步步带你认识大模型的 Function Call

引用

来源

https://www.53ai.com/news/LargeLanguageModel/2025033178916.html

Function Call是大模型（如GPT系列）的一项重要功能更新，它让AI不仅能够生成文本，更能与外部系统交互，执行复杂任务。本文将从Function Call的工作原理、代码实现到其在AI应用中的重要作用，为你全面解析这项技术的核心价值。

大模型（如OpenAI的GPT系列、Claude、Gemini等）中的 Function Call（函数调用）是近年来引入的一项强大功能，它极大地扩展了大语言模型的能力边界，使其不仅能生成文本，还能与外部工具、API、数据库等系统交互，执行更复杂的任务，它更是实现AI Agent的一把钥匙。

这项技术大大增强了大模型的实用性，使其能够执行复杂任务，如查询天气、预订机票、搜索信息等。Function Call弥补了纯文本模型的局限性，让AI可以与外部系统和API交互，提供更精准、实时的服务。它的明显优势包括结构化输出、扩展能力范围、减少幻觉，以及提高复杂任务的处理能力。

什么是Function Call

Function Call 是一种机制，它的出现，使得大模型在对话过程中拥有了调用预定义的函数（或 API）的能力，并且可以基于调用函数的返回结果继续对话，它的原理如下：

函数定义（Function Schema）
开发者需要向大模型提供一组函数的定义，包括：

函数名称（name）
函数描述（description）
参数结构（parameters），通常使用 JSON Schema 格式定义参数的类型和含义。

模型决定调用函数
当用户输入一个问题时（如：“上海今天天气怎么样？”），大模型判断是否需要调用某个函数。如果需要，会自动生成调用该函数所需的参数。
外部系统执行函数
这个请求被发送到真实的后端函数或 API，由开发者实现。例如调用天气 API 获取的天气信息，并返回结果。
模型继续对话
大模型接收到函数返回结果后，会将其作为上下文的一部分，继续生成自然语言回复。

代码举例

下面使用 OpenAI 实现 Function Call , 通过一个简单的例子来说明。我们需要查询世界城市的天气情况。假设我们有一个外部函数 get_current_weather，它会调用一个天气 API 并返回结果。

先定义一个函数 get_current_weather，它将调用一个天气 API（例如 OpenWeatherMap API）来获取实时天气数据。接下来，我们将使用 OpenAI 客户端来实现 Function Call。假设我们已经有一个 OpenAI 的 API 密钥，并且启用了 Function Call 功能。

import openai
import requests

# 设置OpenAI的API密钥
openai.api_key = "xxx"

# 定义一个函数，用于获取指定地点的当前天气信息
def get_current_weather(location: str, unit: str = "metric"):
    """
    获取指定地点的当前天气信息。
    参数:
        location (str): 地点名称，例如 "Beijing" 或 "Shanghai"。
        unit (str): 温度单位，"metric" 表示摄氏度，"imperial" 表示华氏度，默认为 "metric"。
    返回:
        dict: 包含温度和天气描述的字典。
    """
    api_key = "xxx"  # 替换为你的OpenWeatherMap API密钥

    # 构造请求的URL
    url = f"http://api.openweathermap.org/data/2.5/weather?q={location}&units={unit}&appid={api_key}"

    try:
        # 发送HTTP GET请求
        response = requests.get(url)
        # 检查响应状态码是否为200（成功）
        if response.status_code == 200:
            data = response.json()
            # 从JSON数据中提取温度和天气描述
            return {
                "temperature": data["main"]["temp"],
                "description": data["weather"][0]["description"]
            }
        else:
            # 如果响应状态码不是200，打印错误信息
            print(f"请求天气API失败，状态码：{response.status_code}")
            return None
    except Exception as e:
        # 捕获异常并打印错误信息
        print(f"解析天气API时发生错误：{e}")
        return None

# 定义函数调用的元数据
functions = [
    {
        "name": "get_current_weather",
        "description": "获取指定城市的当前天气",
        "parameters": {
            "type": "object",
            "properties": {
                "location": {
                    "type": "string",
                    "description": "城市名称"
                },
                "unit": {
                    "type": "string",
                    "description": "温度单位（metric 或 imperial）",
                    "default": "metric"
                }
            },
            "required": ["location"]
        }
    }
]

# 用户输入
user_input = "沈阳今天的天气如何？"

# 调用OpenAI的ChatCompletion接口
response = openai.ChatCompletion.create(
    model="gpt-4",
    messages=[
        {"role": "user", "content": user_input}
    ],
    functions=functions,
    function_call="auto"  # 自动决定是否调用函数
)

# 检查是否触发了函数调用
if response.choices[0].finish_reason == "function_call":
    function_args = response.choices[0].message.function_call.arguments
    function_name = response.choices[0].message.function_call.name
    # 如果触发的函数是get_current_weather
    if function_name == "get_current_weather":
        # 调用get_current_weather函数获取天气信息
        weather_result = get_current_weather(
            location=function_args["location"],
            unit=function_args.get("unit", "metric")
        )
        # 如果获取到天气信息
        if weather_result:
            # 再次调用ChatCompletion接口，将天气信息作为上下文传递
            second_response = openai.ChatCompletion.create(
                model="gpt-4",
                messages=[
                    {"role": "user", "content": user_input},
                    {"role": "assistant", "content": response.choices[0].message.content},
                    {"role": "function", "name": function_name, "arguments": function_args},
                    {"role": "function", "name": function_name, "content": weather_result}
                ]
            )
            # 打印最终的回答
            print(second_response.choices[0].message.content)
        else:
            # 如果天气信息获取失败，提示用户
            print("无法获取天气信息，请检查网络连接或稍后再试。")
else:
    # 如果没有触发函数调用，直接打印模型的回答
    print(response.choices[0].message.content)