使用Python从零搭建一个AI Agent的实战指南

 更新时间:2026年05月08日 08:25:51   作者:Xidaoapi  
2026年最火的概念之一就是AI Agent——让大模型不再只是聊天机器人,而是能自主规划、调用工具、完成复杂任务的智能体,本文用纯Python从零实现一个可用的Agent,不依赖任何框架,需要的朋友可以参考下

引言

2026年最火的概念之一就是AI Agent——让大模型不再只是聊天机器人,而是能自主规划、调用工具、完成复杂任务的智能体。本文用纯Python从零实现一个可用的Agent,不依赖任何框架。

Agent的核心循环

Agent的本质就一个循环:思考→行动→观察→再思考。

用户输入 → LLM推理 → 决定是否调用工具 → 执行工具 → 观察结果 → 继续推理 → 输出

最小实现

import json
from openai import OpenAI

client = OpenAI()  # 确保API key已配置

# 定义工具
tools = [
    {
        "type": "function",
        "function": {
            "name": "get_weather",
            "description": "获取指定城市的天气",
            "parameters": {
                "type": "object",
                "properties": {
                    "city": {"type": "string", "description": "城市名称"}
                },
                "required": ["city"]
            }
        }
    },
    {
        "type": "function",
        "function": {
            "name": "calculate",
            "description": "执行数学计算",
            "parameters": {
                "type": "object",
                "properties": {
                    "expression": {"type": "string", "description": "数学表达式"}
                },
                "required": ["expression"]
            }
        }
    }
]

# 工具实现
def get_weather(city: str) -> str:
    # 实际项目中接入天气API
    return f"{city}今天晴,气温22°C"

def calculate(expression: str) -> str:
    try:
        result = eval(expression)  # 生产环境请用安全解析器
        return str(result)
    except Exception as e:
        return f"计算错误: {e}"

TOOL_MAP = {
    "get_weather": get_weather,
    "calculate": calculate,
}

def run_agent(user_input: str, max_steps: int = 5) -> str:
    messages = [{"role": "user", "content": user_input}]

    for step in range(max_steps):
        response = client.chat.completions.create(
            model="gpt-4o",
            messages=messages,
            tools=tools,
            tool_choice="auto"
        )

        msg = response.choices[0].message
        messages.append(msg)

        # 没有工具调用,直接返回结果
        if not msg.tool_calls:
            return msg.content

        # 执行工具调用
        for tool_call in msg.tool_calls:
            fn_name = tool_call.function.name
            fn_args = json.loads(tool_call.function.arguments)

            print(f"  🔧 调用工具: {fn_name}({fn_args})")
            result = TOOL_MAP[fn_name](**fn_args)

            messages.append({
                "role": "tool",
                "tool_call_id": tool_call.id,
                "content": result
            })

    return "达到最大步数限制"

实际运行

# 简单查询
print(run_agent("北京天气怎么样?"))
# 🔧 调用工具: get_weather({'city': '北京'})
# 北京今天晴,气温22°C

# 多步推理
print(run_agent("北京和上海哪个更暖和?"))
# 🔧 调用工具: get_weather({'city': '北京'})
# 🔧 调用工具: get_weather({'city': '上海'})
# 根据查询结果,上海今天25°C,北京22°C,上海更暖和

加上记忆系统

单轮Agent只是开始。真正的Agent需要跨对话记住信息:

import sqlite3

class AgentMemory:
    def __init__(self, db_path: str = "agent_memory.db"):
        self.conn = sqlite3.connect(db_path)
        self.conn.execute("""
            CREATE TABLE IF NOT EXISTS memories (
                id INTEGER PRIMARY KEY,
                key TEXT UNIQUE,
                value TEXT,
                created_at TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP
            )
        """)
        self.conn.commit()

    def save(self, key: str, value: str):
        self.conn.execute(
            "INSERT OR REPLACE INTO memories (key, value) VALUES (?, ?)",
            (key, value)
        )
        self.conn.commit()

    def recall(self, key: str) -> str | None:
        row = self.conn.execute(
            "SELECT value FROM memories WHERE key = ?", (key,)
        ).fetchone()
        return row[0] if row else None

    def list_all(self) -> list[dict]:
        rows = self.conn.execute(
            "SELECT key, value FROM memories ORDER BY created_at DESC LIMIT 20"
        ).fetchall()
        return [{"key": r[0], "value": r[1]} for r in rows]

把记忆工具加入Agent的tools列表,Agent就能自主决定什么时候存取信息了。

关键设计原则

  1. 工具描述要精确——LLM根据description决定何时调用,描述模糊会导致错误调用
  2. 限制最大步数——防止死循环,5-10步足够大多数任务
  3. 错误处理要优雅——工具失败时返回有意义的错误信息,而不是抛异常
  4. 用streaming提升体验——长推理过程让用户看到中间输出

与框架对比

方案灵活性学习成本适合场景
纯Python(本文)最高定制化Agent
LangChain Agent中等标准化工作流
CrewAI较低中等多Agent协作
Dify最低零代码搭建

先用纯Python搞懂原理,再用框架提效,这是最稳的学习路径。

到此这篇关于使用Python从零搭建一个AI Agent的实战指南的文章就介绍到这了,更多相关Python搭建AI Agent内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家!

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