4. 实现多工具选择的Agent

任务目标

构建一个具备工具选择能力的Agent：解析用户自然语言请求，自动匹配并调用最合适的工具（搜索或计算器）完成任务。本案例聚焦工具选择与调用的核心机制，不涉及工具内部的具体实现细节。

核心实现

import re
from typing import Callable, Dict

# ---------- 工具定义 ----------
def search_tool(query: str) -> str:
    """模拟搜索引擎，返回格式化结果"""
    return f"[搜索] 关于'{query}'的模拟结果：找到3条相关条目"

def calculator_tool(expression: str) -> str:
    """安全计算器：仅支持数字与四则运算"""
    # 移除空白字符，仅保留数字、运算符、括号和小数点
    cleaned = re.sub(r'[^\d+\-*/().]', '', expression)
    if not cleaned or cleaned != expression.strip():
        return "[计算器] 错误：表达式包含非法字符"
    try:
        # 使用eval但已通过白名单过滤，仅限数学表达式
        result = eval(cleaned, {"__builtins__": {}}, {})
        return f"[计算器] {expression} = {result}"
    except Exception:
        return "[计算器] 错误：无法计算该表达式"

# ---------- 工具注册表 ----------
TOOLS: Dict[str, Dict[str, Callable]] = {
    "search": {
        "description": "搜索互联网信息，适用于查询新闻、知识、事实等",
        "keywords": ["搜索", "查找", "查询", "搜一下", "了解", "什么是"],
        "function": search_tool
    },
    "calculator": {
        "description": "执行数学计算，适用于算术表达式求值",
        "keywords": ["计算", "算一下", "多少", "等于", "加减乘除"],
        "function": calculator_tool
    }
}

# ---------- 工具选择逻辑 ----------
def select_tool(user_input: str) -> str:
    """根据用户输入选择最合适的工具名称"""
    # 优先级1：显式工具名匹配
    for tool_name in TOOLS:
        if tool_name in user_input.lower():
            return tool_name

    # 优先级2：关键词匹配（计算器优先，避免"查询计算结果"歧义）
    for tool_name, config in TOOLS.items():
        if tool_name == "calculator":
            continue
        for kw in config["keywords"]:
            if kw in user_input:
                return tool_name

    # 优先级3：检测数学表达式模式（如"3+5*2"）
    if re.search(r'\d+\s*[\+\-\*/]\s*\d+', user_input):
        return "calculator"

    # 优先级4：计算器关键词兜底
    for kw in TOOLS["calculator"]["keywords"]:
        if kw in user_input:
            return "calculator"

    return "search"  # 默认搜索

# ---------- Agent主流程 ----------
def agent_execute(user_input: str) -> str:
    """Agent入口：选择工具并执行"""
    tool_name = select_tool(user_input)
    tool_config = TOOLS[tool_name]

    # 提取工具参数（简化：搜索取整句，计算器提取表达式）
    if tool_name == "calculator":
        # 提取第一个数学表达式
        match = re.search(r'[\d\s+\-*/().]+', user_input)
        param = match.group(0).strip() if match else user_input
    else:
        # 搜索：去除常见前缀词后作为查询
        param = re.sub(r'^(请|帮我|搜索|查找|查询|搜一下|了解一下)\s*', '', user_input)

    return tool_config["function"](param)

# ---------- 验证入口 ----------
if __name__ == "__main__":
    test_cases = [
        "请搜索人工智能最新进展",
        "计算 25*4+18/2",
        "帮我查一下Python的创始人",
        "3.5*2+7等于多少",
        "搜索量子计算是什么"
    ]
    for case in test_cases:
        print(f"输入: {case}")
        print(f"输出: {agent_execute(case)}\n")

运行与验证

运行方式：将代码保存为 agent_tool_selector.py，执行 python agent_tool_selector.py。

验证方法：观察输出是否符合以下预期（代码逻辑可唯一推出）：

• 包含"搜索"或"查询"的输入 → 调用搜索工具，返回[搜索]前缀结果
• 包含"计算"或数学表达式（如25*4+18/2）→ 调用计算器，返回正确数值结果
• 混合输入（如"搜索量子计算是什么"）→ 正确识别为搜索意图

通过条件：5个测试用例均返回对应工具的结果，且计算器输出数值与手动计算一致（如25*4+18/2 = 109.0）。

关键说明

• 工具选择采用多级匹配策略：显式工具名 → 搜索关键词 → 数学模式识别 → 计算器关键词 → 默认搜索，确保常见请求能正确路由。
• 计算器通过正则白名单过滤非法字符，仅允许数字、四则运算符、括号和小数点，避免任意代码执行风险。
• 搜索工具为模拟实现，实际工程中可替换为真实API调用（如SerpAPI、Bing Search），只需保持相同函数签名即可。
• 参数提取采用简化策略：搜索取整句（去除前缀），计算器提取第一个数学表达式。更复杂的槽位填充可引入LLM或正则增强。