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Python AI Agent 零基础教程 | 第5篇:手把手构建你的第一个AI Agent

  • 2026-10-11 21:43:55
Python AI Agent 零基础教程 | 第5篇:手把手构建你的第一个AI Agent
   

Python AI Agent 零基础教程 | 第5篇:手把手构建你的第一个AI Agent


前言

经过前四期的学习,你已经掌握了 Python 基础和 API 调用。今天我们正式进入核心环节——构建你的第一个 AI Agent! 我将手把手带你写出完整的 Agent 代码,保证你能运行成功!


一、AI Agent 核心架构
1.1 Agent 架构回顾
Python 代码
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                      AI Agent 核心架构                       │
├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
│                                                             │
│    用户 ──▶ 接收输入                                         │
│              │                                              │
│              ▼                                              │
│    ┌─────────────────┐                                      │
│    │   Agent Core    │ ◀── 系统提示词(角色设定)             │
│    │   Agent 核心    │                                      │
│    └────────┬────────┘                                      │
│              │                                              │
│              ▼                                              │
│    ┌─────────────────┐                                      │
│    │   LLM 调用      │ ◀── AI 大脑(思考和决策)             │
│    │   大脑思考      │                                      │
│    └────────┬────────┘                                      │
│              │                                              │
│              ▼                                              │
│    ┌─────────────────┐                                      │
│    │   输出结果      │ ──▶ 返回给用户                        │
│    │   返回结果      │                                      │
│    └─────────────────┘                                      │
│                                                             │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘
1.2 核心组件
组件作用
Agent CoreAgent 的核心逻辑
System Prompt系统提示词,定义 Agent 角色
LLM大语言模型,负责思考和决策
Memory记忆系统,存储对话历史

---

二、基础版 Agent 实现
2.1 最小 Agent 代码

只需要 30 行代码,就能创建一个最简单的 AI Agent!

Python 代码
import requests
import json

class SimpleAgent:
    """最简单的 AI Agent"""
    
    def __init__(self, api_key, model="gpt-3.5-turbo"):
        self.api_key = api_key
        self.model = model
        self.messages = []
    
    def think(self, user_input):
        """思考:调用 AI 获取回复"""
        
        # 添加用户消息
        self.messages.append({
            "role": "user",
            "content": user_input
        })
        
        # 调用 API
        url = "https://api.openai.com/v1/chat/completions"
        headers = {
            "Content-Type": "application/json",
            "Authorization": f"Bearer {self.api_key}"
        }
        data = {
            "model": self.model,
            "messages": self.messages
        }
        
        response = requests.post(url, headers=headers, json=data)
        result = response.json()
        
        # 提取 AI 回复
        ai_message = result["choices"][0]["message"]
        self.messages.append(ai_message)
        
        return ai_message["content"]

使用
agent = SimpleAgent("sk-xxxxxx")  # 替换为你的 API Key
response = agent.think("你好,请介绍一下自己")
print(response)
2.2 代码解析
Python 代码
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                    SimpleAgent 工作流程                      │
├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
│                                                             │
│  1. __init__() 初始化                                       │
│     ├── 保存 API Key                                        │
│     ├── 设置模型                                            │
│     └── 初始化消息列表 []                                    │
│                                                             │
│  2. think() 思考方法                                        │
│     ├── 接收用户输入                                        │
│     ├── 添加到消息列表                                       │
│     ├── 调用 API                                            │
│     ├── 提取回复                                            │
│     └── 返回结果                                            │
│                                                             │
│  3. messages 列表结构                                        │
│     [                                                       │
│       {"role": "user", "content": "你好"},                  │
│       {"role": "assistant", "content": "你好,我是..."},    │
│       {"role": "user", "content": "你是谁"},                │
│     ]                                                       │
│                                                             │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘

三、带角色设定的 Agent
3.1 什么是 System Prompt?
System Prompt(系统提示词)

用于定义 AI Agent 的角色、性格和行为规则。

Python 代码
定义不同角色的 System Prompt

助手角色
ASSISTANT_PROMPT = """你是一个友好的 AI 助手。
请用简洁、有帮助的方式回答用户的问题。"""

编程导师角色
TUTOR_PROMPT = """你是一个经验丰富的 Python 编程导师。
- 解释概念时使用简单的语言
- 提供代码示例时添加注释
- 鼓励学习者尝试和探索"""

客服角色
CUSTOMER_SERVICE_PROMPT = """你是一个专业的电商客服。
- 保持礼貌和耐心
- 回答关于产品、订单、物流的问题
- 遇到无法解决的问题时转人工"""
3.2 带角色设定的 Agent
Python 代码
import requests
import json

class RoleAgent:
    """带角色设定的 AI Agent"""
    
    def __init__(self, api_key, role_prompt, model="gpt-3.5-turbo"):
        self.api_key = api_key
        self.model = model
        
        # 设置系统提示词
        self.messages = [
            {"role": "system", "content": role_prompt}
        ]
    
    def think(self, user_input):
        """思考"""
        
        self.messages.append({
            "role": "user",
            "content": user_input
        })
        
        response = self._call_api()
        ai_message = response["choices"][0]["message"]
        self.messages.append(ai_message)
        
        return ai_message["content"]
    
    def _call_api(self):
        """调用 API"""
        url = "https://api.openai.com/v1/chat/completions"
        headers = {
            "Content-Type": "application/json",
            "Authorization": f"Bearer {self.api_key}"
        }
        data = {
            "model": self.model,
            "messages": self.messages
        }
        
        response = requests.post(url, headers=headers, json=data)
        return response.json()

使用示例
TUTOR_PROMPT = """你是一个经验丰富的 Python 编程导师。

要求:
  1. 解释概念时使用简单的语言
  2. 提供代码示例时添加详细注释
  3. 鼓励学习者多动手实践
  4. 如果代码有错误,温和地指出并给出建议"""
tutor = RoleAgent("sk-xxxxxx", TUTOR_PROMPT) 测试 question = "什么是变量?" answer = tutor.think(question) print(f"问题:{question}") print(f"回答:{answer}")
3.3 效果对比
没有角色设定:
Python 代码
问:帮我写一个函数
答:当然可以,请告诉我具体需求。
有角色设定(编程导师):
Python 代码
问:帮我写一个函数
答:当然可以!我来帮你写一个函数。

函数是封装代码的一种方式,让我用一个简单的例子来说明:

python def say_hello():    '''这是一个打招呼的函数'''    print("你好!")

调用函数

say_hello()

Python 代码

💡 小贴士:
- def 是定义函数的关键字
- 函数名后面的 () 用来传递参数
- 函数内部的代码需要缩进

动手试试看,有问题随时问我!

四、完整版 Agent 实现
4.1 增强版 Agent 类
Python 代码
import requests
import json
from datetime import datetime

class Agent:
    """完整的 AI Agent"""
    
    def __init__(self, api_key, name="助手", model="gpt-3.5-turbo"):
        self.api_key = api_key
        self.name = name
        self.model = model
        self.messages = []
        self.tools = []
        
    def set_system_prompt(self, prompt):
        """设置系统提示词"""
        # 找到并删除已有的 system 消息
        self.messages = [msg for msg in self.messages if msg.get("role") != "system"]
        # 添加新的 system 消息
        self.messages.insert(0, {"role": "system", "content": prompt})
    
    def think(self, user_input, show_thinking=False):
        """思考并返回结果"""
        
        print(f"\n【{self.name}】收到消息:{user_input}")
        
        # 添加用户消息
        self.messages.append({
            "role": "user", 
            "content": user_input
        })
        
        # 调用 API
        response = self._call_api()
        
        if "error" in response:
            return f"❌ 错误:{response['error']['message']}"
        
        # 提取回复
        ai_message = response["choices"][0]["message"]
        self.messages.append(ai_message)
        
        content = ai_message["content"]
        
        if show_thinking:
            print(f"【{self.name}】思考中...")
        
        return content
    
    def _call_api(self):
        """调用 OpenAI API"""
        url = "https://api.openai.com/v1/chat/completions"
        headers = {
            "Content-Type": "application/json",
            "Authorization": f"Bearer {self.api_key}"
        }
        data = {
            "model": self.model,
            "messages": self.messages,
            "temperature": 0.7
        }
        
        try:
            response = requests.post(url, headers=headers, json=data, timeout=30)
            return response.json()
        except Exception as e:
            return {"error": {"message": str(e)}}
    
    def reset(self):
        """重置对话"""
        system_msg = self.messages[0] if self.messages and self.messages[0].get("role") == "system" else None
        self.messages = []
        if system_msg:
            self.messages.append(system_msg)
        print("✓ 对话已重置")
    
    def show_history(self):
        """显示对话历史"""
        print("\n" + "="*50)
        print(f"📋 {self.name} 对话历史")
        print("="*50)
        for i, msg in enumerate(self.messages):
            role = {"system": "⚙️ 系统", "user": "👤 用户", "assistant": "🤖 AI"}[msg["role"]]
            content = msg["content"][:100] + "..." if len(msg["content"]) > 100 else msg["content"]
            print(f"{i+1}. {role}: {content}")
        print("="*50)
    
    def save_conversation(self, filename=None):
        """保存对话"""
        if filename is None:
            filename = f"conversation_{datetime.now().strftime('%Y%m%d_%H%M%S')}.json"
        
        with open(filename, "w", encoding="utf-8") as f:
            json.dump(self.messages, f, ensure_ascii=False, indent=2)
        
        print(f"✓ 对话已保存到 {filename}")
4.2 使用示例
Python 代码
创建 Agent
agent = Agent(
    api_key="sk-xxxxxx",  # 替换为你的 API Key
    name="AI学习助手",
    model="gpt-3.5-turbo"
)

设置角色
system_prompt = """你是一个专业的 AI 学习助手,名叫小智。

你的特点:
  1. 知识渊博,熟悉 AI 和编程领域
  2. 回答问题耐心细致
  3. 善于用例子解释复杂概念
  4. 鼓励用户多动手实践
遇到不会的问题,你会坦诚说明,并尝试给出建议。""" agent.set_system_prompt(system_prompt) 开始对话 print("="*50) print("🤖 AI Agent 对话开始!输入 'quit' 退出") print("="*50) while True: user_input = input("\n👤 你:") if user_input.lower() == "quit": print("再见!") break elif user_input.lower() == "reset": agent.reset() elif user_input.lower() == "history": agent.show_history() else: response = agent.think(user_input) print(f"\n🤖 小智:{response}")
4.3 运行效果
Python 代码
==================================================
🤖 AI Agent 对话开始!输入 'quit' 退出
==================================================

👤 你:什么是AI Agent?

【AI学习助手】收到消息:什么是AI Agent?

🤖 小智:AI Agent(人工智能代理)是一种能够自主理解和执行任务的智能系统。

简单来说,它可以:
- 🔍 理解你的意图
- 📝 制定执行计划
- 🔧 调用工具完成任务
- 💬 返回结果给你

就像一个聪明的助手,可以帮你处理各种复杂任务!

👤 你:给我举个例子

【AI学习助手】收到消息:给我举个例子

🤖 小智:当然可以!让我举几个常见的例子:

📧 智能邮件助手
- 自动阅读邮件内容
- 判断邮件类型(重要/普通/垃圾)
- 安排日程提醒

📊 数据分析助手
- 接收分析需求
- 自动获取数据
- 生成分析报告

🤖 代码审查助手
- 接收代码
- 检查错误
- 提供改进建议

你还有什么想了解的吗?

👤 你:quit
再见!

五、Agent 对话系统
5.1 交互式对话系统
Python 代码
def run_interactive_chat(agent):
    """运行交互式对话"""
    
    print("\n" + "="*60)
    print("🎯 AI Agent 交互式对话系统")
    print("="*60)
    print("命令:")
    print("  - quit: 退出程序")
    print("  - reset: 重置对话")
    print("  - history: 查看历史")
    print("  - save: 保存对话")
    print("  - help: 显示帮助")
    print("="*60 + "\n")
    
    while True:
        try:
            user_input = input("👤 你:").strip()
            
            if not user_input:
                continue
            
            if user_input.lower() == "quit":
                print("\n感谢使用,再见!👋")
                break
            
            elif user_input.lower() == "reset":
                agent.reset()
            
            elif user_input.lower() == "history":
                agent.show_history()
            
            elif user_input.lower() == "save":
                agent.save_conversation()
            
            elif user_input.lower() == "help":
                print("\n帮助信息...")
            
            else:
                response = agent.think(user_input)
                print(f"\n🤖 {agent.name}:{response}\n")
        
        except KeyboardInterrupt:
            print("\n\n程序被中断,再见!")
            break
        except Exception as e:
            print(f"\n❌ 发生错误:{str(e)}\n")

<h1 style="font-size:24px;color:#1a1a2e;text-align:center;margin:25px 0;padding:15px;background:linear-gradient(135deg,#f8fafc,#e2e8f0);border-radius:10px;">运行</h1>
if __name__ == "__main__":
    # 配置
    api_key = "sk-xxxxxx"  # 替换为你的 API Key
    
    # 创建 Agent
    agent = Agent(api_key, name="智能助手")
    
    # 设置系统提示词
    agent.set_system_prompt("""你是一个有帮助的 AI 助手。
    请用友好、专业的态度回答用户的问题。""")
    
    # 运行交互式对话
    run_interactive_chat(agent)

六、常见问题与调试
6.1 API 调用失败
Python 代码
def safe_call(agent, user_input):
    """安全的 API 调用"""
    
    try:
        response = agent.think(user_input)
        
        # 检查是否包含错误
        if response.startswith("❌"):
            print("请检查:")
            print("1. API Key 是否正确")
            print("2. 账户余额是否充足")
            print("3. 网络连接是否正常")
        
        return response
    
    except Exception as e:
        print(f"发生错误:{str(e)}")
        return None
6.2 Token 数量限制
Python 代码
def count_tokens(messages):
    """估算 token 数量(简化版)"""
    
    total = 0
    for msg in messages:
        # 粗略估算:中文每个字约 2 个 token
        total += len(msg["content"]) // 2
    
    return total

def trim_history(messages, max_tokens=3000):
    """修剪过长的历史"""
    
    # 简单策略:保留最近的对话
    if count_tokens(messages) > max_tokens:
        # 保留 system 消息和最近的对话
        return messages[:1] + messages[-10:]
    
    return messages

七、本章小结

今天我们创建了:

版本功能
✅ SimpleAgent最简单的 Agent,30 行代码
✅ RoleAgent带角色设定的 Agent
✅ Agent完整版 Agent,支持重置、保存、历史
核心代码结构:
Python 代码
class Agent:
    def __init__(api_key, name, model)
    def set_system_prompt(prompt)
    def think(user_input) -> response
    def _call_api() -> result
    def reset()
    def show_history()
    def save_conversation()

下期预告
第6篇:提示词工程——与 AI 有效沟通的艺术

下一期我们将学习: - 如何写出好的提示词 - Few-shot 提示技巧 - 角色扮演提示法 - 实战案例


👨‍💻 作者:鹏鹏 | 专注于 AI + 编程教育 
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往期精选

- 📖 [第1-4篇回顾:Python基础与API调用]() - 🔧 [10个实用的Python代码片段]() - 🤖 [AI Agent vs 传统AI的区别]()


   

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