Gemini API:使用 Python 呼叫函式

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您可以提供內含函式說明的 Gemini 模型。模型可能會要求您呼叫函式並傳回結果,協助模型處理您的查詢。

設定

安裝 Python SDK

Gemini API 的 Python SDK 已納入 google-generativeai 套件中。使用 pip 安裝依附元件:

pip install -U -q google-generativeai

匯入套件

匯入必要的套件。

import pathlib
import textwrap
import time

import google.generativeai as genai


from IPython import display
from IPython.display import Markdown

def to_markdown(text):
  text = text.replace('•', '  *')
  return Markdown(textwrap.indent(text, '> ', predicate=lambda _: True))

設定 API 金鑰

您必須先取得 API 金鑰,才能使用 Gemini API。如果還沒有金鑰,請在 Google AI Studio 中按一下即可建立。

取得 API 金鑰

在 Colab 中,請在左側面板的「🔑?」下方,將密鑰新增至密鑰管理工具。輸入名稱 API_KEY

取得 API 金鑰後,請傳遞至 SDK。操作方式有以下兩種:

  • 將金鑰放入 GOOGLE_API_KEY 環境變數中 (SDK 會自動從該處取得金鑰)。
  • 將金鑰傳送至 genai.configure(api_key=...)
try:
    # Used to securely store your API key
    from google.colab import userdata

    # Or use `os.getenv('API_KEY')` to fetch an environment variable.
    GOOGLE_API_KEY=userdata.get('GOOGLE_API_KEY')
except ImportError:
    import os
    GOOGLE_API_KEY = os.environ['GOOGLE_API_KEY']

genai.configure(api_key=GOOGLE_API_KEY)

函式基本概念

您可以在建立 genai.GenerativeModel 時,將函式清單傳遞至 tools 引數。

def multiply(a:float, b:float):
    """returns a * b."""
    return a*b

model = genai.GenerativeModel(model_name='gemini-1.0-pro',
                              tools=[multiply])

model
genai.GenerativeModel(
    model_name='models/gemini-1.0-pro',
    generation_config={},
    safety_settings={},
    tools=<google.generativeai.types.content_types.FunctionLibrary object at 0x10e73fe90>,
)

建議你透過即時通訊介面使用函式呼叫。主要原因是 FunctionCalls 能完美融入即時通訊的多輪結構。

chat = model.start_chat(enable_automatic_function_calling=True)

啟用自動函式呼叫功能後,如果模型要求,chat.send_message 會自動呼叫您的函式。

似乎只會傳回含有正確答案的文字回應:

response = chat.send_message('I have 57 cats, each owns 44 mittens, how many mittens is that in total?')
response.text
'The total number of mittens is 2508.'
57*44
2508

您可以在 ChatSession.history 中查看事件順序:

  1. 你已傳送問題。
  2. 模型利用 glm.FunctionCall 回覆。
  3. genai.ChatSession 會在本機執行函式,並將模型傳回 glm.FunctionResponse
  4. 模型在答案中使用了函式輸出內容。
for content in chat.history:
    part = content.parts[0]
    print(content.role, "->", type(part).to_dict(part))
    print('-'*80)
user -> {'text': 'I have 57 cats, each owns 44 mittens, how many mittens is that in total?'}
--------------------------------------------------------------------------------
model -> {'function_call': {'name': 'multiply', 'args': {'a': 57.0, 'b': 44.0} } }
--------------------------------------------------------------------------------
user -> {'function_response': {'name': 'multiply', 'response': {'result': 2508.0} } }
--------------------------------------------------------------------------------
model -> {'text': 'The total number of mittens is 2508.'}
--------------------------------------------------------------------------------

一般來說,狀態圖表如下:

模型一律可以用文字或 FunctionCall 回覆。如果模型傳送 FunctionCall,使用者必須使用 FunctionResponse 回覆

模型可以在傳回文字回應前,透過多個函式呼叫回應,而函式呼叫位於文字回應之前。

雖然系統會自動處理上述所有操作,但如果您需要進一步掌控,你可以:

  • 保留預設的 enable_automatic_function_calling=False,並自行處理 glm.FunctionCall 回應。
  • 或者,您也可以透過 GenerativeModel.generate_content 管理即時通訊記錄。

[選用] 低層級存取權

在所有情況下,從 Python 函式自動擷取結構定義的功能並無法運作。舉例來說,在描述巢狀字典物件的欄位時,系統不會處理這些欄位,但 API 支援這項功能。此 API 可描述任何下降類型:

AllowedType = (int | float | bool | str | list['AllowedType'] | dict[str, AllowedType]

google.ai.generativelanguage 用戶端程式庫提供低層級類型的存取權,可讓您完全掌控。

import google.ai.generativelanguage as glm

首先仔細查看模型的 _tools 屬性,瞭解模型如何描述您傳送至模型的函式:

def multiply(a:float, b:float):
    """returns a * b."""
    return a*b

model = genai.GenerativeModel(model_name='gemini-1.0-pro',
                             tools=[multiply])

model._tools.to_proto()
[function_declarations {
   name: "multiply"
   description: "returns a * b."
   parameters {
     type_: OBJECT
     properties {
       key: "b"
       value {
         type_: NUMBER
       }
     }
     properties {
       key: "a"
       value {
         type_: NUMBER
       }
     }
     required: "a"
     required: "b"
   }
 }]

這會傳回要傳送至 API 的 glm.Tool 物件清單。如果對列印格式不熟悉,那是因為這些是 Google protobuf 類別。每個 glm.Tool (在本例中為 1) 都包含 glm.FunctionDeclarations 清單,用於描述函式及其引數。

以下為使用 glm 類別編寫的相同乘數函式的宣告。

請注意,這些類別只會描述 API 的功能,並不包括其實作。因此,使用此方法並不能與自動函式呼叫搭配運作,但函式不一定需要實作。

calculator = glm.Tool(
    function_declarations=[
      glm.FunctionDeclaration(
        name='multiply',
        description="Returns the product of two numbers.",
        parameters=glm.Schema(
            type=glm.Type.OBJECT,
            properties={
                'a':glm.Schema(type=glm.Type.NUMBER),
                'b':glm.Schema(type=glm.Type.NUMBER)
            },
            required=['a','b']
        )
      )
    ])

同樣,您可以將此描述為與 JSON 相容的物件:

calculator = {'function_declarations': [
      {'name': 'multiply',
       'description': 'Returns the product of two numbers.',
       'parameters': {'type_': 'OBJECT',
       'properties': {
         'a': {'type_': 'NUMBER'},
         'b': {'type_': 'NUMBER'} },
       'required': ['a', 'b']} }]}
glm.Tool(calculator)
function_declarations {
  name: "multiply"
  description: "Returns the product of two numbers."
  parameters {
    type_: OBJECT
    properties {
      key: "b"
      value {
        type_: NUMBER
      }
    }
    properties {
      key: "a"
      value {
        type_: NUMBER
      }
    }
    required: "a"
    required: "b"
  }
}

無論採用何種方式,您都可以將 glm.Tool 的表示法或工具清單傳遞至

model = genai.GenerativeModel('gemini-pro', tools=calculator)
chat = model.start_chat()

response = chat.send_message(
    f"What's 234551 X 325552 ?",
)

就像在模型傳回叫用計算機 multiply 函式的 glm.FunctionCall 之前:

response.candidates
[index: 0
content {
  parts {
    function_call {
      name: "multiply"
      args {
        fields {
          key: "b"
          value {
            number_value: 325552
          }
        }
        fields {
          key: "a"
          value {
            number_value: 234551
          }
        }
      }
    }
  }
  role: "model"
}
finish_reason: STOP
]

自行執行函式:

fc = response.candidates[0].content.parts[0].function_call
assert fc.name == 'multiply'

result = fc.args['a'] * fc.args['b']
result
76358547152.0

將結果傳送至模型,繼續進行對話:

response = chat.send_message(
    glm.Content(
    parts=[glm.Part(
        function_response = glm.FunctionResponse(
          name='multiply',
          response={'result': result}))]))

摘要

SDK 支援基本函式呼叫。請記得,使用即時通訊模式能更輕鬆地管理,因為這是自然的往返架構。您必須負責實際呼叫函式,並將結果傳回模型,以便產生文字回應。