Agents & Tool Use: 解释工具调用（function calling）的实现要点。

Core Concept: 用 JSON Schema 描述工具，模型输出结构化调用，系统执行后回填结果；关键是 schema 设计、错误处理与并行调用。

数学机理：<strong>function calling 的机制</strong>——(1) <strong>工具声明</strong>——用 <strong>JSON Schema</strong> 描述每个工具：<code>name</code>（标识）、<code>description</code>（自然语言说明'这个工具做什么、何时用'）、<code>parameters</code>（JSON Schema 定义参数名、类型、是否必需、取值范围、描述）。这些声明被注入模型的上下文（作为特殊的 system/tool 消息）。(2) <strong>模型生成调用</strong>——模型判断需要工具时，输出<strong>结构化的调用请求</strong>（如 name 为 get_weather、arguments 含 city 字段）；现代模型通过<strong>专门训练</strong>（或约束解码）保证输出符合 schema。(3) <strong>系统执行</strong>——宿主系统解析调用、执行真实函数（调 API、查数据库、跑代码）。(4) <strong>结果回填</strong>——把执行结果作为 <strong>tool 消息</strong>注入上下文，模型继续生成（可能再调用工具或给出最终答案）。<strong>实现要点</strong>：(a) <strong>schema 设计</strong>——(i) <strong>描述要清晰且具体</strong>（模型靠描述选择工具；'查询天气' 优于 'query'）；(ii) <strong>参数描述要说明格式与取值</strong>（如日期格式、枚举值）；(iii) 参数尽量<strong>扁平化</strong>（嵌套结构易出错）；(iv) 用 <code>enum</code>/<code>required</code> 等约束减少错误。(b) <strong>错误处理</strong>——(i) 工具执行失败时把<strong>错误信息</strong>回填给模型（让它重试或换工具）；(ii) 参数校验失败时返回具体原因；(iii) 设<strong>重试上限</strong>（防无限重试）。(c) <strong>并行调用</strong>——现代模型支持<strong>一次生成多个工具调用</strong>（parallel function calling），系统可并行执行（降低延迟）；需注意'多个调用之间是否有依赖'。(d) <strong>工具数量与选择</strong>——工具太多会 (i) 占上下文、(ii) 增加选择错误；故应 (i) 只暴露相关工具（按场景筛选）、(ii) 用<strong>分层/分组</strong>（先选类别再选工具）。(e) <strong>安全</strong>——工具调用是'执行外部动作'，需 (a) 权限控制、(b) 参数校验（防注入）、(c) 高风险操作需确认。<strong>与约束解码的关系</strong>——用 JSON Schema 约束解码可保证输出<strong>严格符合 schema</strong>（不会出现格式错误）；这是生产环境提升可靠性的关键（见约束解码题）。<strong>评估</strong>——(a) <strong>工具选择准确率</strong>（是否选对工具）、(b) <strong>参数正确率</strong>（参数是否对）、(c) <strong>端到端任务成功率</strong>。

深度剖析与工程权衡：① <strong>'工具描述就是 prompt'</strong>——模型完全靠 <code>description</code> 判断'何时用、怎么用'；故写好描述是 Agent 效果的第一杠杆（比调模型更有效）。常见错误：描述太笼统、未说明'何时不用'、参数说明缺失。② <strong>'错误可恢复'是健壮性的关键</strong>——工具失败是常态（网络、参数、权限）；若把错误静默处理，模型会'困惑'；正确做法是<strong>把错误信息回填</strong>并让模型调整（这是 Agent 与'单次调用'的重要区别）。③ <strong>'并行调用'降低延迟</strong>——对'互不依赖'的调用（如同时查多个城市的天气）可并行；这需要模型支持且系统实现并发。④ <strong>'工具数量'的权衡</strong>——研究表明工具过多会降低选择准确率；故 (a) 按场景动态暴露工具、(b) 用层级结构、(c) 用 RAG 检索相关工具（工具检索）。⑤ <strong>'安全'是生产必需</strong>——工具可执行真实动作（发邮件、转账、删数据）；故需 (a) 最小权限、(b) 高风险操作人工确认、(c) 防提示注入（恶意内容诱导模型调用危险工具，见后续题）。⑥ <strong>面试要点</strong>——被问'function calling 怎么做'，应给出'<strong>JSON Schema 声明 + 模型输出结构化调用 + 系统执行 + 结果回填</strong>'四步与'<strong>描述清晰、错误可恢复、支持并行、工具数量控制、安全</strong>'五个要点；能指出'工具描述就是 prompt'是深度理解的标志。