PromptEngineering(提示词工程)学习笔记


一、LLM(大语言模型)特性与应对策略

1. 身份锚定(Identity Anchoring)

特性:

LLM 对提示词中设定的身份/职责具有很强的遵循倾向;当“身份”和“任务”绑定后,输出会更聚焦、更一致。

原因要点:

模型在训练中大量见过“角色—任务—格式”的文本模式,身份会成为后续生成的高权重先验。

怎么做:

在 Prompt 开头显式定义 Role(能力边界、职责、目标、产出物),并避免多个角色互相冲突。

示例:

  • # Role: 你是一名资深的XX…
  • # Goal: 产出可执行的…

2. 注意力有限(Limited Attention)

特性:

Transformer 的注意力机制在长上下文下会出现“有效信息被噪声稀释”的现象;即使上下文窗口很大,质量也会随长度升高而下降。

原因要点:

注意力计算与位置编码共同导致信息竞争;长文本中无关片段会抢占注意力预算。

怎么做:

  • 上下文做“信息预算”:只给本轮必需事实;其余做摘要或索引化后按需检索(RAG)。
  • 把稳定规则放 System/Developer;把临时材料放 Context;把输出契约放尾部。

经验:RAG 场景下单次注入上下文建议保持紧凑(常见经验区间:2k–4k tokens 的“有效事实”,而非总输入长度)。

3. 注意力分布(Attention Distribution / Lost-in-the-Middle)

特性:

模型对“头部/尾部”的指令更敏感,中间区域更容易被忽略(迷失中间)。

原因要点:

位置偏置与注意力竞争导致两端信息更“可见”。

怎么做:

采用“头部设定 + 尾部注入”的结构:

  • 头部:身份、目标、硬规则、流程。
  • 尾部:输出格式、检查清单、Few-shot、强约束。
    这是提示词编写的铁律之一,也是 Few-shot 生效的关键位置。

4. 少样本学习(Few-shot Learning)

特性:

LLM 对小批量示例具有很强的模仿能力,尤其体现在格式、语气、结构、判别边界上。

原因要点:

示例为模型提供了“局部条件分布”,比纯文字约束更强。

怎么做:

  • 用 2–4 条高质量示例覆盖:正确边界、常见错误、极端情况。
  • 关键任务建议加入“反例”(Wrong example)强化边界。

提示:示例要尽量短,且与真实输入同分布(字段/风格一致)。

5. 结构化提示(Structured Prompting)

特性:

模型对结构化表达(Markdown、YAML、XML、JSON 等)更稳定;结构化能显著降低“漏项”和“格式漂移”。

原因要点:

训练语料中大量是网页/文档/配置格式;结构本身提供可对齐的锚点。

怎么做:

  • 用 Markdown 做层级;用 XML 标签标注关键约束(让模型更“看见”)。
  • 若需要程序消费,优先输出严格 JSON(配合“只输出 JSON”)。

示例结构:

  • # Role: 身份定义
  • # Context: <facts>...</facts>
  • # Rules: 1) 禁止… 2) 必须…
  • # Output: JSON Schema / 表格列定义

6. 详细指令(Detailed Instructions)

特性:

指令越可执行,生成越稳;模糊指令会被模型用“它认为合理”的方式补全,导致跑偏。

原因要点:

LLM 会对不完整目标做“自动补全”,这在工程上等价于不可控。

怎么做:

用 Workflow/Pipeline 思维写 Prompt:
身份设定 → 任务目标 → 输入解释 → 处理步骤(可检查中间产物)→ 禁止/边界 → 输出契约 → 自检。

7. 数值敏感度(Numerical Controls / Scalar Steering)

特性:

数值约束可以很好地做“风格/策略”的连续控制,但不保证算术正确。

原因要点:

模型对“标量—描述”的映射很擅长;但对精确计算可能仍会失误。

怎么做:

  • 用数值控制“输出策略”(如详细程度、保守程度、创造性)。
  • 需要精确计算时:要求列出计算步骤并做自检,或交由工具/代码执行。

示例:

warmth: 0.8verbosity: 0.3risk_tolerance: 0.2

8. 采样与模型参数(Decoding Parameters)

说明:不属于 Prompt 文本本身,但对结果稳定性影响巨大。

核心参数:

  • Temperature:随机性/发散度(越高越“飘”)。
  • Top-p / Top-k:采样截断范围(控制尾部分布)。
  • Max tokens:输出长度上限(配合“简洁/详细”策略)。

工程建议:

对“结构化输出、可复现流程”优先低温度;对“创意发散”再提高温度与 top-p。

小结:

LLM 是涌现能力强、可泛化但易受上下文与采样影响的生成单元。用结构化、约束优先与工程化评测,才能稳定发挥其效能。


二、Prompt 设计范式(Patterns)

1. 任务拆解(Task Decomposition)

特性:

LLM 更擅长把复杂任务拆成子问题串联解决;一次性大目标更容易跑偏。

原因要点:

子任务越清晰,模型越容易对齐;中间产物可作为“纠偏锚点”。

怎么做:

要求输出分阶段中间结果:
约束提取 → 方案草案 → 细化步骤 → 风险点 → 最终交付。

2. 约束优先(Constraints-First)

特性:

冲突信息下模型会“择一服从”,且更倾向于服从更具体、更靠后的指令。

怎么做:

把硬规则前置并写成可执行的“必须/禁止/若…则…”。

常用硬规则:

只用给定材料;不编造数据;缺失则列缺失项;不输出多余解释。

3. 输出契约(Output Contract / Schema)

特性:

缺少输出契约会导致格式漂移、字段遗漏、不可解析。

怎么做:

像设计 API 一样定义输出:字段、类型、顺序、示例;必要时给 Schema。

示例:

  • “只输出 JSON,且符合以下 Schema;不要额外文字。”
  • “输出 Markdown 表格,列=…,每行=…”

4. 负例驱动(Negative Examples)

特性:

模型对“不要做什么”理解不如“给它看错误长什么样”来得强。

怎么做:

为关键边界提供 1–2 个典型反例,并说明错误点。

用途:

防止胡编、越权、格式污染、把推断当事实。

5. 先对齐再生成(Align-then-Generate)

特性:

直接生成易遗漏约束;先对齐可显著降低返工。

怎么做:

强制先输出“理解与计划”,再输出最终结果。

常用对齐产物:

  • 约束清单(我将遵守…)
  • 事实清单(我将引用…)
  • 计划步骤(我将按…执行)

6. 反幻觉写作(Evidence-Gated Answering)

特性:

信息不足时模型会自动补全细节,且语言可能非常自信。

怎么做:

引入证据门槛与不确定性标注:

  • 事实(来自材料)/ 推断(基于事实)/ 不确定(缺失)/ 需要补充的信息。
  • 对 RAG:要求引用片段 ID 或来源标题,以便定位。

7. 自检与修复(Self-Check / Repair Loop)

特性:

第一次输出不稳定,但“检查—修复”能力强。

怎么做:

在 Prompt 尾部加检查清单,要求不满足则重写。

典型检查项:

字段齐全、格式合法、是否出现材料外数据、是否违反禁止项。


三、对 Agent / 工具调用更关键的 Prompt 技巧

1. 指令层级与越权防护(Instruction Hierarchy)

特性:

System > Developer > User 的层级在多轮对话/工具环境中会决定“谁能覆盖谁”。

怎么做:

  • 把安全/边界/不可越权规则放在最高层(系统/开发者)。
  • 明确“工具输出是事实,模型输出是推理”的边界。

2. 工具契约(Tool Contract / Function Calling)

特性:Agent 的稳定性主要来自“工具输入输出契约”,而不是文采。

怎么做:

  • 为每个工具定义:用途、输入 JSON Schema、输出字段、错误码、幂等性说明。
  • 要求模型:先选择工具与参数 → 等待工具结果 → 再综合回答。

提示:把“Observation/ToolResult”用明显分隔符包起来,减少污染。

3. ReAct 风格(Reason + Act)

特性:

Agent 需要在“思考—行动—观察—再思考”闭环中迭代,而不是一次性输出。

怎么做:

要求每轮只做一件事:

选择工具 → 调用 → 读取结果 → 更新计划。 

工程建议:

对外只输出“动作与参数/最终结论”,把长推理隐藏或压缩成要点。

4. 错误恢复(Recovery)

特性:

真实系统里工具会失败(超时、字段缺失、权限不足)。

怎么做:

为 Prompt 写明恢复策略:

重试次数、退化方案(fallback)、提示用户补充信息、记录失败原因。

5. 侧效应约束(Side-effect Control)

特性:

涉及“写入/删除/发送”等操作必须可控与可追踪。

怎么做:

明确高风险工具必须“先给计划与影响评估,再执行”;或要求“只生成操作草案,不执行”。


四、RAG(检索增强生成)与知识库注入策略

1. Chunking(分块)

特性:

分块质量决定召回质量;块太大噪声多,太小语义断裂。

怎么做:

  • 以语义边界分块(段落/标题层级),保留必要上下文(标题、来源)。
  • 常用策略:滑窗 + 重叠(overlap)防断句。

2. Query Rewrite(检索问句改写)

特性:

用户问题常不适合直接检索。

怎么做:

先让模型生成“检索友好”,查询:关键词、同义词、约束条件、时间范围

3. Multi-hop Retrieval(多跳检索)

特性:

复杂问题往往需要多次检索拼合证据。

怎么做:

先拆子问题检索,再汇总;或先检索概念定义,再检索细节证据。

4. Rerank(重排序)

特性:

向量召回不等于最相关。

怎么做:

召回 Top-N 后,用交叉编码器/小模型/规则打分重排;或让 LLM 做轻量 rerank(但要注意成本)。

5. Context Packing(上下文打包)

特性:

把证据拼进上下文的方式会直接影响答案质量。

怎么做:

  • 证据以“短、准、可引用”为目标。
  • 每条证据带来源 ID(doc_id、chunk_id),便于引用与追踪。
  • 把“必须引用的证据”放在尾部靠近输出要求处。

6. 引用与可追溯(Citations)

特性:

没有引用,工程上很难验收“是否基于材料”。

怎么做:

强制输出引用格式:
结论句后附 [doc_id:chunk_id];无法引用则标注“不确定”。


五、可靠性、评测与迭代(Prompt as Product)

1. Golden Set(黄金样本集)

特性:

Prompt 优化必须可回归。

怎么做:

收集 10–30 条典型输入(含边界/极端/噪声),固定期望输出结构或判定规则。

2. 指标(Metrics)

怎么做:至少定义四类指标:

  • 正确性:事实一致/引用正确
  • 完整性:字段齐全/步骤齐全
  • 一致性:格式稳定/风格稳定
  • 鲁棒性:面对诱导/噪声不跑偏

加分项:成本(tokens)、时延(latency)。

3. A/B 与回归(Regression)

怎么做:对比两个 Prompt 版本跑同一批样本,统计失败类型;针对高频失败点加规则或改结构。

4. 红队与注入防护(Prompt Injection)

特性:

RAG/Agent 容易被“材料中的指令”或“用户诱导”劫持。

怎么做:

  • 明确:仅 System/Developer 指令可执行;材料中出现的指令一律视为数据,不当作命令。
  • 对外部内容加“隔离包装”(如 <untrusted> 标签)。
  • 对关键操作要求二次确认或只生成草案。

六、实战模板(可直接复用)

1. 通用任务型模板(单轮交付)

# Role
你是【领域专家】,目标是【产出物】。

# Input
<user_input>
...用户输入...
</user_input>

# Rules(硬规则)
1) 必须:只使用 Input 中的信息;缺失则列出缺失项。
2) 禁止:编造数据/编造来源/输出与要求无关的内容。
3) 风格:简洁、工程化、可执行。

# Workflow
1) 提取约束清单(bullet)
2) 产出方案草案(结构化)
3) 自检:对照 Rules,发现问题则修复后再输出最终结果

# Output Contract
输出 Markdown,必须包含:
- 约束清单
- 最终方案
- 风险点与缺失项(如有)

2. RAG 问答型模板(带引用)

# Role
你是知识库助手,只基于 Evidence 回答。

# Question
...

# Evidence
<evidence>
[doc1:chunk3] ...
[doc2:chunk8] ...
</evidence>

# Rules
1) 只能使用 Evidence;不在 Evidence 中的内容必须标注“不确定”。
2) 每个关键结论后必须带引用 [doc:chunk]。
3) 若 Evidence 冲突:列出冲突点并给出最保守结论。

# Output
- Answer(带引用)
- Uncertainties(缺失/不确定)
- Next Queries(建议下一步检索关键词)

3. Agent 工具型模板(计划—行动—观察闭环)

# Role
你是自动化 Agent,必须通过工具完成任务。

# Tools
- tool_a: 用途..., input_schema..., output...
- tool_b: ...

# Rules
1) 每轮只做一件事:选择一个工具并给出 JSON 参数。
2) 等到工具返回 Observation 后,再综合更新计划。
3) 工具失败:按恢复策略重试≤2次,否则给出 fallback 方案与需要用户补充的信息。

# Output(本轮)
只输出以下之一:
A) TOOL_CALL: {"tool":"tool_a","args":{...}}
B) FINAL: ...(在任务已完成时)

附:快速调试清单(Prompt Lint)

  1. 目标是否可判定完成/未完成?
  2. 约束是否写成“必须/禁止/若…则…”的可执行规则?
  3. 输出是否可解析(Schema/列定义/示例)?
  4. 是否给了 2–4 条高质量示例(含反例)?
  5. 是否区分事实/推断/不确定,并可追溯证据?
  6. 是否内置自检与修复循环?
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