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探索 prompt 编码范式:如何优雅构建测试代码生成提示词?

从四月份到现在,我们持续为 AutoDev 编写了一系列的功能。尽管开发了三个多月,我们却一直思考、并重构我们管理 prompt 的方式。

在即将发布的 AutoDev 0.8 里,我们进一下完善了现有的上下文构建方式,以模式化的方式重新思考并设计了新的上下文工程体系。

而测试生成正是我们的第一个新试点,以探索新的 prompt 模式是否更方便?

详细代码见: https://github.com/unit-mesh/auto-dev

AutoDev 的 prompt 演进

在那篇《Prompt 编写模式:如何将思维框架赋予机器》,我总结了如何更好的编写 prmopt。于是,在 ArchGuard Co-mate 中,我们将这些模式代码化:

interface BaseTemplate {
    fun getRole(): String = ""
    fun getInstruction(): String = ""
    fun getRequirements(): String = ""
    fun getSample(): String = ""
    fun getExtendData(): String = ""
}

在开发 AutoDev 的过程中,我们发现它匹配我们所理解的编程范式:模式化。但是,在引入了规范化的代码生成之后,一部份 prompt 变成了配置,以支持不同团队配置自己的 prompt:

{
    "spec": {
    "controller": "- 在 Controller 中使用 BeanUtils.copyProperties 进行 DTO 转换 Entity\n- 禁止使用 Autowired\n-使用 Swagger Annotation 表明 API 含义\n-Controller 方法应该捕获并处理业务异常,不应该抛出系统异常。",
    "service": "- Service 层应该使用构造函数注入或者 setter 注入,不要使用 @Autowired 注解注入。",
    "entity": "- Entity 类应该使用 JPA 注解进行数据库映射\n- 实体类名应该与对应的数据库表名相同。实体类应该使用注解标记主键和表名,例如:@Id、@GeneratedValue、@Table 等。",
    "repository": "- Repository 接口应该继承 JpaRepository 接口,以获得基本的 CRUD 操作",
    "ddl": "-  字段应该使用 NOT NULL 约束,确保数据的完整性"
    }
}

而随着需求的进一步演进,我们又基于 import 与相似性,添加了所需要的代码上下文、技术框架等等。

诸如于:

when (action) {
  ...
    ChatActionType.CODE_COMPLETE -> {
        val codeComplete = customPromptConfig?.autoComplete
        if (codeComplete?.instruction?.isNotEmpty() == true) {
            prompt = codeComplete.instruction
        }

        when {
            MvcUtil.isController(fileName, lang) -> {
                val spec = CustomPromptConfig.load().spec["controller"]
                if (!spec.isNullOrEmpty()) {
                    additionContext = "requirements: \n$spec"
                }
                additionContext += mvcContextService.controllerPrompt(file)
            }
          ...
         }
    }
}

而随着,我们进一步地迭代我们的功能,类似于如上的代码会变得更得更多复杂。除此,随着我们对于多语言的支持情况越来越好,我们不能再根据一个个语言创建一个复杂的 prompt。所以,我们需要思考一些新的范式。

AutoDev 新 prompt 范式

在结合了先前参考的 JetBrains AI Assistant 的设计思想之后,在编写自动测试生成的 prompt 里,我们重新设计了一部分的 prompt。一个新的 prompt 将由以下几部分构成:

  • ChatActionType。即起始的指令(instruction),如编写测试、解释代码等。
  • 基础要求。
  • 场景化要求。基于特定场景下,匹配新的提示词。
  • ChatContextProvider。根据不同语言、技术栈,生成的特定 prompt。
  • CodeContextProvider。精炼代码信息,以注释方式生成。
  • <代码>
  • 指令起始提示词。即用来更明确的提示 AI,人类期待的返回格式。

由此,一个最终的 prompt 示例如下(【xxx】只用于解释):

【**ChatActionType**】
Write unit test for following code.
【**特定场景要求**】
You MUST return code only, not explain.
You MUST use given-when-then style.
You MUST use should_xx style for test method name.
When testing controller, you MUST use MockMvc and test API only.
【**技术栈上下文**】
You are working on a project that uses Spring MVC,Spring WebFlux,JDBC to build RESTful APIs.
【**代码上下文**】
// class name: BookMeetingRoomRequest
// class fields: meetingRoomId
// ...
// class name: BookMeetingRoomResponse
// class fields: bookingId meetingRoomId userId startTime endTime
// ...
【**代码**】
```java
@PostMapping("/{meetingRoomId}/book")
    public ResponseEntity<BookMeetingRoomResponse> bookMeetingRoom(@PathVariable String meetingRoomId, @RequestBody BookMeetingRoomRequest request) {
        BookMeetingRoomResponse response = new BookMeetingRoomResponse();
        return new ResponseEntity<>(response, HttpStatus.CREATED);
    }

指令起始提示词】 Start with import syntax here:

简单来说,一个复杂的 prompt,将通过一系列的依赖注入(Intellij 扩展点)来完善上下文。

### ChatActionType

即根据用户的意图而创建的指令,如解释代码、重构代码、编写测试等等:

```kotlin
when (this) {
    EXPLAIN -> "Explain selected $lang code"
    REVIEW -> "Code Review for following $lang code"
    REFACTOR -> "Refactor the following $lang code"
    CODE_COMPLETE -> "Complete $lang  code, return rest code, no explaining"
    WRITE_TEST -> "Write unit test for following $lang code"
    FIX_ISSUE -> "Help me fix this issue"
    GEN_COMMIT_MESSAGE -> """suggest 10 commit messages based on the following diff:..."""
    CREATE_DDL -> "create ddl"
    CREATE_CHANGELOG -> "generate release note"
    CHAT -> ""
}

随后,根据不同的类型,添加对应的指令要求,诸如于 MVC 分层下,代码应该如何编写、命令风格等等。

特定场景要求

再根据不同的场景要求,诸如于在编写 Java 的 Controller 测试时,我们期望以 MockMVC 作为 API 测试框架来生成,而在编写 Service 测试时,我们期望以 Mockito 作为 Mock 的框架来生成测试。于是乎,一个对应的代码便是:

class JavaTestContextProvider : ChatContextProvider {
override fun isApplicable(project: Project, creationContext: ChatCreationContext): Boolean {
    return creationContext.action == ChatActionType.WRITE_TEST
}

override fun collect(project: Project, creationContext: ChatCreationContext): List<ChatContextItem> {
   ...
}

随后,再根据不同的类型,如 Controller、Service 提供对应的 prompt。

技术栈上下文

相似的,为了生成这一句 prompt You are working on a project that uses Spring MVC,Spring WebFlux,JDBC to build RESTful APIs. ,我们需要从依赖管理工具/构建工具(如 Gradle、Package.json)中获取项目框架,并只列出关键的技术栈,以生成符合项目技术栈的代码。也就是上述 prompt 中的:Spring MVC,Spring WebFlux,JDBC

所以,代码实现起来便类似于:

override fun isApplicable(project: Project, creationContext: ChatCreationContext): Boolean {
    return hasProjectLibraries(project)
}

private fun hasProjectLibraries(project: Project): Boolean {
    prepareLibraryData(project)?.forEach {
        if (it.groupId?.contains("org.springframework") == true) {
            return true
        }
    }

    return false
}

详细见相关的代码。

代码上下文

即与当前代码相关的代码,为了降低无用 prompt 的影响,我们并没有完全采用与 GitHub Copilot 一致的 Jaccard Similarity 方式来构建,而是通过两种策略。

  • 在关键场景下,如 CRUD 代码场景,通过 import + 选择代码的引用代码来呈现,并使用类 UML 的方式来减少上下文。
  • 在其它场景下,参考(复制) JetBrains AI Assistant 的相似 chunk 实现,以作为代码的一部分。

这部分大家都比较熟悉了。唯一差异的点是,如何支持多语言,这一点可以自己去看代码中的实现。

指令起始提示词

在针对于大的新特性时,Java 程序员通常会创建一个新的 Controller 等等的方式实现;而针对于功能点优化时,我们通常会修改现有函数,或者添加新的函数。

所以,在 AutoDev 的自动测试生成里,为了让 LLM 更能理解,我们添加了一个尾提示词。

if (!testContext.isNewFile) {
    "Start test code with `@Test` syntax here:  \n"
} else {
    "Start ${testContext.testClassName} with `import` syntax here:  \n"
}

简单来说,就是让 GPT 知道接下来应该做什么,避免在过程中因为各种 prompt 失焦。

总结

由 ChatGPT 总结

AutoDev 0.8项目在持续开发中不断演进,特别关注prompt的优化与重构。通过模式化的方式重新设计了新的上下文工程体系,实现了更智能、更人性化的代码提示与生成。新的prompt范式结合了ChatActionType、特定场景要求、技术栈上下文、代码上下文和指令起始提示词等元素,使得AutoDev能够更好地理解开发者的意图,根据具体场景和技术栈生成符合期望的代码。该改进不仅提高了开发效率,降低了误差,还增强了AutoDev的智能性和实用性。

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关于作者

Phodal Huang

Engineer, Consultant, Writer, Designer

ThoughtWorks 技术专家

工程师 / 咨询师 / 作家 / 设计学徒

开源深度爱好者

出版有《前端架构:从入门到微前端》、《自己动手设计物联网》、《全栈应用开发:精益实践》

联系我: h@phodal.com

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