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AI Agents · Lezione

Pattern Code Interpreter per l’analisi dei dati

Esecuzione isolata di Python: utilizzo di pandas/matplotlib negli strumenti degli agenti

Pattern Code Interpreter per l’analisi dei dati è una lezione AI Agents gratuita su CoddyKit. Questa è la lezione 1 di 4. Puoi leggere la lezione completa qui gratuitamente — poi esercitati direttamente nel browser con un editor di codice integrato e un tutor IA disponibile 24/7. Fa parte del percorso di apprendimento AI Agents, e i tuoi progressi si sincronizzano tra il web e l'app CoddyKit. Il corso AI Agents include 4 lezioni in totale.

Il pattern dell'interprete del codice

Il pattern dell'interprete del codice consente a un agente di generare codice Python per rispondere a domande di analisi dei dati, eseguire quel codice in una sandbox, acquisire l'output e interpretare i risultati.

Invece di codificare in modo rigido ogni operazione di analisi, l'agente scrive codice personalizzato per ogni domanda, ottenendo una flessibilità illimitata nelle attività sui dati.

Ciclo principale: generare → eseguire → interpretare

Il pattern prevede tre passaggi che possono essere ripetuti:

  1. Generare — l'LLM scrive codice Python per rispondere alla domanda
  2. Eseguire — esegue il codice in una sandbox e acquisisce stdout e i file
  3. Interpretare — passa l'output all'LLM affinché spieghi i risultati
def code_interpreter_agent(question, data_path):
    # Step 1: Generate code
    code = generate_analysis_code(question, data_path)
    print('Generated code:', code[:200])

    # Step 2: Execute in sandbox
    result = execute_in_sandbox(code)

    if result['error']:
        # Try to fix the error
        fixed_code = fix_code(code, result['error'])
        result = execute_in_sandbox(fixed_code)

    # Step 3: Interpret output
    return interpret_output(question, result)

print(code_interpreter_agent(
    'What is the average order value by customer segment?',
    'data/orders.csv'
))

Prompt per la generazione del codice

Il prompt per la generazione del codice deve includere: il percorso/schema dei dati, la domanda e i vincoli (nessuna API esterna, usare pandas, salvare i grafici in file).

CODE_GEN_PROMPT = """You are a Python data analyst. Write Python code to answer the question.
Data available at: {data_path}
Question: {question}
Write ONLY Python code (no markdown, no explanation):"""

def llm_call(prompt):
    return "```python\nprint('df.describe() results')\n```"

def generate_analysis_code(question, data_path):
    response = llm_call(CODE_GEN_PROMPT.format(question=question, data_path=data_path))
    code = response.strip()
    if code.startswith('```'):
        code = code.split('```')[1]
        if code.startswith('python'):
            code = code[6:]
    return code.strip()

print(generate_analysis_code('What is the average price?', 'data.csv'))

Esecuzione in sandbox con subprocess

La sandbox più semplice consiste nell'eseguire il codice in un subprocess separato con un timeout. In questo modo si ottiene l'isolamento del processo: se il codice si arresta in modo anomalo, l'agent continua a funzionare.

import subprocess
import tempfile
import os

def execute_in_sandbox(code, timeout=30):
    # Write code to temp file
    with tempfile.NamedTemporaryFile(suffix='.py', mode='w', delete=False) as f:
        f.write(code)
        script_path = f.name

    try:
        result = subprocess.run(
            ['python3', script_path],
            capture_output=True,
            text=True,
            timeout=timeout,
            env={**os.environ, 'MPLBACKEND': 'Agg'}  # non-interactive matplotlib
        )
        return {
            'stdout': result.stdout,
            'stderr': result.stderr,
            'returncode': result.returncode,
            'error': result.stderr if result.returncode != 0 else None
        }
    except subprocess.TimeoutExpired:
        return {'stdout': '', 'stderr': 'Timeout', 'returncode': -1, 'error': 'Code timed out'}
    finally:
        os.unlink(script_path)

if __name__ == '__main__':
    result = execute_in_sandbox('print(2 + 2)')
    print('Sandbox stdout:', result['stdout'].strip())
    print('Return code   :', result['returncode'])

Sandbox cloud E2B

E2B fornisce una sandbox cloud gestita per l'esecuzione sicura del codice, più sicura di un subprocess. Il codice viene eseguito in un container isolato con accesso al file system.

Installare con pip install e2b-code-interpreter.

from e2b_code_interpreter import Sandbox
import os

def execute_with_e2b(code, data_bytes=None):
    with Sandbox(api_key=os.getenv('E2B_API_KEY')) as sandbox:
        # Upload data file if provided
        if data_bytes:
            sandbox.files.write('/home/user/data.csv', data_bytes)

        # Execute code
        execution = sandbox.run_code(code)

        result = {
            'stdout': '\n'.join(execution.logs.stdout),
            'stderr': '\n'.join(execution.logs.stderr),
            'error': None
        }

        # Check for errors
        if execution.error:
            result['error'] = str(execution.error)

        # Download any generated files
        result['files'] = []
        for output in execution.results:
            if hasattr(output, 'png'):
                result['files'].append({
                    'type': 'image/png',
                    'data': output.png  # base64 encoded
                })

    return result

Acquisizione dei file generati

Il codice può generare grafici, esportazioni CSV o altri file. Acquisire questi file dal file system della sandbox e passarli all'agent per l'interpretazione o la visualizzazione.

import os
import glob
import base64

OUTPUT_DIR = '/tmp/chart_output'

def execute_and_capture(code, timeout=30):
    # Create output dir
    os.makedirs(OUTPUT_DIR, exist_ok=True)

    result = execute_in_sandbox(code, timeout=timeout)

    # Capture any generated image files
    generated_files = []
    for filepath in glob.glob(os.path.join(OUTPUT_DIR, '*.png')):
        with open(filepath, 'rb') as f:
            encoded = base64.b64encode(f.read()).decode('utf-8')
        generated_files.append({
            'filename': os.path.basename(filepath),
            'type': 'image/png',
            'base64': encoded
        })
        os.unlink(filepath)  # clean up

    result['generated_files'] = generated_files
    print(f'Captured {len(generated_files)} file(s) from sandbox')
    return result

Ciclo di recupero dagli errori

Il codice generato spesso contiene errori alla prima esecuzione. Implementare un ciclo di recupero: inviare l'errore al LLM insieme al codice originale e chiedere una correzione. Limitare il numero di tentativi a 2-3.

FIX_PROMPT = '''The following Python code raised an error. Fix it.

Original code:
{code}

Error:
{error}

Return ONLY the fixed Python code (no explanation, no markdown):'''

def fix_code(code, error):
    return llm_call(FIX_PROMPT.format(code=code, error=error)).strip()

def execute_with_retry(code, max_retries=2):
    for attempt in range(max_retries + 1):
        result = execute_and_capture(code)
        if not result['error']:
            return result
        print(f'Attempt {attempt + 1} failed: {result["error"][:100]}')
        if attempt < max_retries:
            code = fix_code(code, result['error'])
    return result  # return last result even if errored

Interpretazione dell'output del codice

L'output grezzo del codice (numeri, tabelle) deve essere trasformato in una risposta in linguaggio naturale. Passare lo stdout al LLM e chiedergli di spiegare i risultati nel contesto della domanda originale.

INTERPRET_PROMPT = '''A Python script was executed to answer a data analysis question.
Explain the results in clear, non-technical language.

Original question: {question}

Code output (stdout):
{output}

Provide a clear, concise answer that directly addresses the question.
Highlight the most important numbers or findings.
Answer:'''

def interpret_output(question, execution_result):
    stdout = execution_result.get('stdout', '').strip()
    error = execution_result.get('error')

    if error and not stdout:
        return f'The analysis failed with error: {error}'

    if not stdout:
        return 'The code ran successfully but produced no output.'

    return llm_call(INTERPRET_PROMPT.format(
        question=question,
        output=stdout[:3000]  # truncate very long outputs
    ))

Vincoli di sicurezza nella generazione del codice

Il codice generato non deve effettuare chiamate di rete, accedere a file sensibili o eseguire comandi di sistema. Applicare questi vincoli sia nel prompt sia tramite le restrizioni della sandbox.

BLOCKED_IMPORTS = ['requests', 'httpx', 'urllib', 'socket', 'subprocess', 'os.system']

def pre_validate_code(code):
    errors = []
    for blocked in BLOCKED_IMPORTS:
        if f'import {blocked}' in code or f'from {blocked}' in code:
            errors.append(f'Blocked import: {blocked}')

    # Block shell execution
    import re
    if re.search(r'os\.system|subprocess\.run|subprocess\.call|eval\(|exec\(', code):
        errors.append('Blocked: shell execution or eval/exec')

    # Block reading outside allowed paths
    if re.search(r'open\([^)]*\.\./|open\([^)]*\/etc\/', code):
        errors.append('Blocked: unauthorized file access')

    if errors:
        raise ValueError('Security check failed:\n' + '\n'.join(errors))

    return True

if __name__ == '__main__':
    try:
        pre_validate_code('import requests\nrequests.get("http://x")')
    except ValueError as e:
        print('Rejected:', e)
    print('Safe code passed:', pre_validate_code('print(1 + 1)'))

Inserimento dello schema dei dati

Il LLM genera codice migliore quando conosce in anticipo lo schema dei dati: nomi delle colonne, tipi e righe di esempio. Includere una descrizione dello schema nel prompt per la generazione del codice.

import pandas as pd

def get_data_schema(data_path):
    df = pd.read_csv(data_path, nrows=5)
    schema_lines = []
    for col in df.columns:
        dtype = str(df[col].dtype)
        sample = df[col].dropna().iloc[0] if len(df[col].dropna()) > 0 else 'N/A'
        schema_lines.append(f'  - {col} ({dtype}): sample={sample!r}')
    schema_text = '\n'.join(schema_lines)
    return f'CSV columns:\n{schema_text}\nTotal rows: {len(pd.read_csv(data_path))}'

ENHANCED_PROMPT = CODE_GEN_PROMPT + '\n\nData schema:\n{schema}'

def generate_analysis_code_with_schema(question, data_path):
    schema = get_data_schema(data_path)
    response = llm_call(ENHANCED_PROMPT.format(
        question=question, data_path=data_path, schema=schema
    ))
    return response.strip()

Tracciamento della cronologia delle esecuzioni

Conservare un registro di tutte le esecuzioni del codice nella sessione. In questo modo l'agent può fare riferimento ai risultati precedenti, basarsi sui calcoli già eseguiti e spiegare all'utente i passaggi dell'analisi.

from datetime import datetime

execution_history = []

def record_execution(question, code, result):
    execution_history.append({
        'timestamp': datetime.now().isoformat(),
        'question': question,
        'code_lines': len(code.splitlines()),
        'stdout_preview': result.get('stdout', '')[:200],
        'success': result.get('error') is None,
        'generated_files': len(result.get('generated_files', []))
    })

def get_session_summary():
    total = len(execution_history)
    successful = sum(1 for e in execution_history if e['success'])
    return {
        'total_executions': total,
        'successful': successful,
        'failed': total - successful,
        'success_rate': f'{successful/max(total,1)*100:.0f}%',
        'questions_answered': [e['question'][:60] for e in execution_history]
    }

# Usage in agent loop
def code_interpreter_agent_tracked(question, data_path):
    code = generate_analysis_code_with_schema(question, data_path)
    result = execute_with_retry(code)
    record_execution(question, code, result)
    return interpret_output(question, result)

Verifica delle conoscenze

Qual è il principale vantaggio dell'utilizzo del pattern dell'interprete del codice rispetto alla codifica rigida di specifiche operazioni di analisi dei dati come strumenti dell'agent?

Riepilogo: pattern dell'interprete del codice per l'analisi dei dati

Il pattern dell'interprete del codice consiste nel: generare codice Python (con il contesto dello schema e i vincoli di sicurezza) → eseguirlo in una sandbox (subprocess o E2B) → acquisire stdout e file → riprovare in caso di errori → interpretare i risultati in linguaggio naturale.

Considerazioni fondamentali: inserire lo schema dei dati per migliorare la generazione del codice, convalidare preventivamente il codice per bloccare import e comandi shell, usare un timeout per il subprocess per impedire esecuzioni senza fine e acquisire i grafici generati come base64 per la visualizzazione.

Domande Frequenti

La lezione «Pattern Code Interpreter per l’analisi dei dati» è gratuita?

Sì — il testo completo di «Pattern Code Interpreter per l’analisi dei dati» è gratuito qui sul web. Per esercitarvi in modo interattivo (un editor di codice integrato e un tutor IA 24/7) e sbloccare il resto del corso AI Agents, passa a CoddyKit PRO. Il corso AI Agents include 4 lezioni in totale.

Cosa imparerò in «Pattern Code Interpreter per l’analisi dei dati»?

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Ho bisogno di esperienza per iniziare AI Agents?

Non è richiesta alcuna esperienza precedente. AI Agents su CoddyKit è strutturato per principianti e studenti avanzati, quindi puoi iniziare da qui o dall'inizio e procedere al tuo ritmo. Questa è la lezione 1 di 4.

Quanto tempo richiede la lezione «Pattern Code Interpreter per l’analisi dei dati»?

La maggior parte delle lezioni CoddyKit richiede circa 5–10 minuti. Ogni lezione è breve e interattiva, quindi fai progressi costanti e riprendi esattamente da dove hai lasciato su web e app.

Posso scrivere ed eseguire codice in questa lezione AI Agents?

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Tutte le lezioni di questo corso

  1. Pattern Code Interpreter per l’analisi dei dati
  2. Strumenti per agenti basati su Pandas
  3. Generazione automatizzata di grafici e visualizzazioni
  4. Agenti per i riepiloghi statistici
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