AI Agents · 课时

设计可共享的智能体工具

Q: 「设计可共享的智能体工具」这节课中我会学到什么？

工具模式标准、文档要求和可复用打包 你通过在浏览器中直接运行的动手代码来练习 AI Agents，全天候 AI 导师会在你学习这节课的过程中回答你的问题。

工具模式标准、文档要求和可复用打包

设计可共享的智能体工具 是 CoddyKit 上的免费 AI Agents 课时。这是第 1 节课，共 4 节。你可以在下方免费阅读本课时的完整内容 — 然后在浏览器中使用内置代码编辑器和全天候 AI 导师进行实践。这是 AI Agents 学习路径的一部分，你的进度在网页和 CoddyKit 应用中同步。 AI Agents 课程共包含 4 节课。

什么样的工具可以共享

可共享的代理工具是指其他开发者无需阅读源代码，就能将其直接接入自己的代理系统。它具有清晰、机器可读的模式，便于人类阅读的 README，定义明确的错误代码，以及可预测的行为。请将它视为一个库，而不是脚本。

工具模式标准

每个可共享的工具都必须有一个描述其输入、输出和元数据的模式。该模式是工具作者与使用该工具的代理之间的契约。请以 JSON Schema 为基础，以最大限度地兼容所有主流代理框架。

TOOL_SCHEMA_TEMPLATE = {
    'name': 'get_weather',
    'description': 'Returns current weather conditions for a city. '
                   'Use when the user asks about weather or temperature.',
    'version': '1.2.0',
    'parameters': {
        'type': 'object',
        'properties': {
            'city': {
                'type': 'string',
                'description': 'City name (e.g., London, Tokyo)',
                'minLength': 1,
                'maxLength': 100
            },
            'units': {
                'type': 'string',
                'enum': ['celsius', 'fahrenheit'],
                'default': 'celsius',
                'description': 'Temperature unit'
            }
        },
        'required': ['city']
    },
    'returns': {
        'type': 'object',
        'properties': {
            'temperature': {'type': 'number'},
            'condition': {'type': 'string'},
            'humidity_pct': {'type': 'number'}
        }
    },
    'rate_limit': {'calls_per_minute': 60}
}

if __name__ == '__main__':
    print(f"Tool: {TOOL_SCHEMA_TEMPLATE['name']} (v{TOOL_SCHEMA_TEMPLATE['version']})")
    print('Description:', TOOL_SCHEMA_TEMPLATE['description'])
    print('Required params:', TOOL_SCHEMA_TEMPLATE['parameters']['required'])

错误代码

请定义标准的错误响应格式。每个工具都应返回相同的错误结构：代码、消息和可选的详细信息。这样，代理无需了解工具内部实现，就能以编程方式处理错误。

from enum import Enum

class ToolErrorCode(Enum):
    INVALID_PARAMS = 'INVALID_PARAMS'
    NOT_FOUND = 'NOT_FOUND'
    RATE_LIMITED = 'RATE_LIMITED'
    UPSTREAM_ERROR = 'UPSTREAM_ERROR'
    TIMEOUT = 'TIMEOUT'
    UNAUTHORISED = 'UNAUTHORISED'
    INTERNAL_ERROR = 'INTERNAL_ERROR'

class ToolError(Exception):
    def __init__(self, code: ToolErrorCode, message: str, details: dict = None):
        self.code = code
        self.message = message
        self.details = details or {}

    def to_dict(self) -> dict:
        return {
            'error': True,
            'code': self.code.value,
            'message': self.message,
            'details': self.details
        }

try:
    raise ToolError(
        ToolErrorCode.NOT_FOUND,
        'City not found in database',
        {'city': 'Atlantis', 'suggestion': 'Did you mean Athens?'}
    )
except ToolError as e:
    print(e.to_dict())

输入验证

请在执行前根据模式验证输入。使用 jsonschema 进行自动验证。请快速失败并返回描述性错误，不要让无效输入在工具逻辑深处造成难以理解的故障。

import jsonschema  # pip install jsonschema

def validate_tool_input(params: dict, schema: dict) -> dict:
    """
    Validate params against schema.
    Returns validated (and default-filled) params.
    Raises ToolError on validation failure.
    """
    try:
        # Fill in defaults
        filled = dict(params)
        for prop, definition in schema['properties'].items():
            if prop not in filled and 'default' in definition:
                filled[prop] = definition['default']

        # Validate against schema
        jsonschema.validate(instance=filled, schema=schema)
        return filled

    except jsonschema.ValidationError as e:
        raise ToolError(
            ToolErrorCode.INVALID_PARAMS,
            f'Validation failed: {e.message}',
            {'path': list(e.path), 'schema_path': list(e.schema_path)}
        )

# Example usage:
try:
    params = validate_tool_input({'city': 'London'}, TOOL_SCHEMA_TEMPLATE['parameters'])
    print('Valid params:', params)
except ToolError as e:
    print('Error:', e.to_dict())

在模式中加入使用示例

请在工具模式中加入具体示例。示例有两个用途：帮助人们快速理解工具，还可以作为少样本示例注入代理的上下文，以提高工具调用的准确性。

TOOL_WITH_EXAMPLES = {
    'name': 'search_knowledge_base',
    'description': 'Search the company knowledge base for documentation.',
    'parameters': {
        'type': 'object',
        'properties': {
            'query': {'type': 'string'},
            'top_k': {'type': 'integer', 'default': 5, 'minimum': 1, 'maximum': 20}
        },
        'required': ['query']
    },
    'examples': [
        {
            'description': 'Search for onboarding docs',
            'input': {'query': 'how to onboard new users', 'top_k': 3},
            'output': {'results': [{'title': 'User Onboarding Guide', 'score': 0.95}]}
        },
        {
            'description': 'Search with default top_k',
            'input': {'query': 'API authentication'},
            'output': {'results': [{'title': 'API Auth Docs', 'score': 0.88}]}
        }
    ]
}

if __name__ == '__main__':
    print('Tool:', TOOL_WITH_EXAMPLES['name'])
    for ex in TOOL_WITH_EXAMPLES['examples']:
        print(f" - {ex['description']}: input={ex['input']} -> output={ex['output']}")

工具中的速率限制

调用外部接口的工具必须遵守速率限制。请使用令牌桶或滑动窗口为每个工具实现速率限制器。超过限制时，请返回标准的 RATE_LIMITED 错误，并提供重试等待秒数。

import time
from collections import deque

class SlidingWindowRateLimiter:
    def __init__(self, max_calls: int, window_seconds: int):
        self.max_calls = max_calls
        self.window = window_seconds
        self._calls = deque()  # timestamps of recent calls

    def check(self) -> tuple:
        """
        Returns (allowed: bool, retry_after_seconds: float)
        """
        now = time.time()
        # Remove calls outside the window
        while self._calls and self._calls[0] < now - self.window:
            self._calls.popleft()

        if len(self._calls) >= self.max_calls:
            oldest = self._calls[0]
            retry_after = (oldest + self.window) - now
            return False, round(retry_after, 1)

        self._calls.append(now)
        return True, 0.0

weather_limiter = SlidingWindowRateLimiter(max_calls=10, window_seconds=60)
allowed, retry = weather_limiter.check()
if not allowed:
    raise ToolError(ToolErrorCode.RATE_LIMITED,
                    f'Rate limit exceeded. Retry in {retry}s',
                    {'retry_after': retry})

打包为 Python 软件包

请将工具构建为可安装的 Python 软件包，使其他开发者只需执行一次 pip install 就能将其添加到代理中。该软件包通过 get_tool_definition() 函数和 execute(params) 函数提供公共接口。

# Directory structure:
# agent_tool_weather/
#   __init__.py
#   tool.py
#   schema.py
#   pyproject.toml
#   README.md

# agent_tool_weather/tool.py
from .schema import SCHEMA
from .errors import ToolError, ToolErrorCode

def get_tool_definition() -> dict:
    return SCHEMA

def execute(params: dict) -> dict:
    validated = validate_tool_input(params, SCHEMA['parameters'])
    city = validated['city']
    units = validated['units']
    return _fetch_weather(city, units)

def _fetch_weather(city: str, units: str) -> dict:
    import requests
    url = f'https://api.weather.example.com/current?city={city}&units={units}'
    response = requests.get(url, headers={'X-API-Key': 'YOUR_KEY'}, timeout=5)
    if response.status_code == 404:
        raise ToolError(ToolErrorCode.NOT_FOUND, f'City not found: {city}')
    response.raise_for_status()
    return response.json()

编写工具 README

清晰的 README 对工具的采用至关重要。请包含：工具的功能、安装命令、所需的 API 密钥或凭据、所有参数及其类型和默认值、所有错误代码，以及至少一个完整的使用示例。

README_TEMPLATE = '''
# agent-tool-weather

Get real-time weather conditions for any city.

## Installation

pip install agent-tool-weather

## Setup

import os
os.environ["WEATHER_API_KEY"] = "your-key-here"

## Usage

from agent_tool_weather import get_tool_definition, execute

# In your agent
tool_def = get_tool_definition()

# Execute
result = execute({"city": "Tokyo", "units": "celsius"})
print(result)
# {"temperature": 22.5, "condition": "Partly cloudy", "humidity_pct": 65}

## Parameters

| Name  | Type   | Required | Default  | Description     |
|-------|--------|----------|----------|-----------------|
| city  | string | Yes      | -        | City name       |
| units | string | No       | celsius  | celsius or fahrenheit |

## Error Codes

- INVALID_PARAMS: Parameter validation failed
- NOT_FOUND: City not found
- RATE_LIMITED: 60 calls/minute limit exceeded
- UPSTREAM_ERROR: Weather API unavailable
'''

print(README_TEMPLATE[:300])

测试可共享的工具

可共享的工具必须有自动化测试，覆盖：正常路径、每种错误代码、边界情况（空字符串、最大值）以及速率限制行为。测试也是文档——它们准确展示了工具的行为。

import pytest

def test_valid_city_returns_weather(mock_weather_api):
    result = execute({'city': 'London'})
    assert 'temperature' in result
    assert 'condition' in result
    assert isinstance(result['temperature'], (int, float))

def test_missing_required_param_raises_error():
    with pytest.raises(ToolError) as exc_info:
        execute({})  # city is required
    assert exc_info.value.code == ToolErrorCode.INVALID_PARAMS

def test_unknown_city_raises_not_found(mock_weather_api_404):
    with pytest.raises(ToolError) as exc_info:
        execute({'city': 'Atlantis'})
    assert exc_info.value.code == ToolErrorCode.NOT_FOUND

def test_default_units_is_celsius():
    params = validate_tool_input({'city': 'Paris'}, TOOL_SCHEMA_TEMPLATE['parameters'])
    assert params['units'] == 'celsius'

def test_rate_limit_enforced():
    limiter = SlidingWindowRateLimiter(max_calls=2, window_seconds=60)
    limiter.check()  # call 1
    limiter.check()  # call 2
    allowed, _ = limiter.check()  # call 3 — should fail
    assert not allowed

兼容 OpenAI 函数调用的格式

为了兼容 OpenAI 和 Claude 的原生工具使用接口，请确保工具模式采用这些接口所要求的确切格式。get_openai_schema() 方法会将内部模式转换为兼容 OpenAI 的格式。

def get_openai_schema(tool_schema: dict) -> dict:
    """Convert internal tool schema to OpenAI function-calling format."""
    return {
        'type': 'function',
        'function': {
            'name': tool_schema['name'],
            'description': tool_schema['description'],
            'parameters': tool_schema['parameters']
        }
    }

def get_anthropic_schema(tool_schema: dict) -> dict:
    """Convert to Anthropic tool format."""
    return {
        'name': tool_schema['name'],
        'description': tool_schema['description'],
        'input_schema': tool_schema['parameters']
    }

# Usage in an agent:
openai_tools = [get_openai_schema(t) for t in [TOOL_SCHEMA_TEMPLATE]]
anthropic_tools = [get_anthropic_schema(t) for t in [TOOL_SCHEMA_TEMPLATE]]
print('OpenAI format:', openai_tools[0]['function']['name'])
print('Anthropic format:', anthropic_tools[0]['name'])

为工具进行版本管理

请使用语义化版本：MAJOR.MINOR.PATCH。发生破坏性模式变化时递增 MAJOR，添加可选参数时递增 MINOR，修复错误时递增 PATCH。请在模式中存储版本，并通过 get_tool_definition() 暴露该版本。

VERSION = '1.2.0'

def bump_version(current: str, change_type: str) -> str:
    parts = list(map(int, current.split('.')))
    if change_type == 'major':
        return f'{parts[0]+1}.0.0'
    if change_type == 'minor':
        return f'{parts[0]}.{parts[1]+1}.0'
    if change_type == 'patch':
        return f'{parts[0]}.{parts[1]}.{parts[2]+1}'
    raise ValueError(f'Unknown change_type: {change_type}')

# Breaking change (removed required param) -> major
print(bump_version('1.2.0', 'major'))  # 2.0.0
# Added optional param -> minor
print(bump_version('1.2.0', 'minor'))  # 1.3.0
# Bug fix -> patch
print(bump_version('1.2.0', 'patch'))  # 1.2.1

知识检查

可共享工具模式中的哪一部分，允许代理框架在调用工具的执行函数之前自动验证输入？

回顾：设计可共享的代理工具

本课的重点：

模式：名称、描述、版本、参数（JSON Schema）、返回值、rate_limit
错误代码：包含 code、message、details 的标准 ToolError
输入验证：jsonschema 在执行前根据参数模式进行验证
示例：作为少样本上下文包含在模式中
速率限制：使用滑动窗口，并返回 RATE_LIMITED 错误和 retry_after
打包：可通过 pip 安装、包含 README、测试和版本管理的软件包

下一课：插件发现与动态工具加载。

常见问题解答

「设计可共享的智能体工具」课时是免费的吗？

是的 — 「设计可共享的智能体工具」的完整文本可在网页上免费阅读。要进行交互式练习（内置代码编辑器和全天候 AI 导师）并解锁 AI Agents 课程的其余内容，请升级到 CoddyKit PRO。 AI Agents 课程共包含 4 节课。

「设计可共享的智能体工具」这节课中我会学到什么？

工具模式标准、文档要求和可复用打包你通过在浏览器中直接运行的动手代码来练习 AI Agents，全天候 AI 导师会在你学习这节课的过程中回答你的问题。

学习 AI Agents 需要有经验吗？

无需任何先前经验。CoddyKit 上的 AI Agents 课程适合初学者到高级学习者，你可以从这里开始或从头开始，按照自己的节奏学习。这是第 1 节课，共 4 节。

「设计可共享的智能体工具」课时需要多长时间？

大多数 CoddyKit 课程大约需要 5–10 分钟。每节课都很精短且互动，所以你能稳步进步，并在网页和应用中从离开的地方继续。

我能在这节 AI Agents 课中编写并运行代码吗？

能。每节 AI Agents 课都包含内置代码编辑器，你可以在浏览器中直接编写并运行真实代码，并获得即时 AI 反馈 — 无需本地设置。

此课程中的所有课时

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