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：
1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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 openaiimport 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URLurl = 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 Noneexcept 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.argumentsfunction_name = response.choices[0].message.function_call.name# 如果触发的函数是get_current_weatherif 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)
Function Call作用总结
Function Call 是大模型通过理解用户意图，自动决定调用哪个函数、构造参数、执行调用、接收结果、继续对话的一整套流程。它的作用体系在以下几点：
1. 增强能力：模型通过Function Call可以调用外部工具或服务，从而执行自身无法完成的任务，如实时数据检索、文件处理、数据库查询等。
2. 实时数据访问：大模型通常基于静态数据集训练，不具备实时信息。Function Call允许模型访问最新的数据，提供更准确、更及时的回答。
3. 提高准确性：在需要精确计算或特定领域知识时，大模型可以通过调用专门的函数来提高回答的准确性。
4. 个性化服务：Function Call使得大模型能够根据用户的具体需求调用不同的服务，提供个性化的用户体验。
5. 操作复杂任务：有些任务过于复杂，无法仅靠模型的内置知识解决。Function Call允许模型将这些任务分解为可管理的子任务，并调用相应的函数来解决。
6. 交互式应用：在构建交互式应用时，如聊天机器人或虚拟助手，Function Call使得模型能够执行更复杂的交互。
7. 安全性和合规性：通过Function Call，可以在模型外部处理敏感数据，确保数据安全和合规性。
--THE END-- 
