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Agent 设计模式文档集

本仓库系统性地整理了 12 大类、116 种 Agent 设计模式,每种模式均配有概念说明、核心流程图和完整的 Python 示例代码。

📖 不知道该选哪个模式? 请先阅读 场景适配指南 — 包含快速选型决策树、10 个典型场景详解、8 大行业方案、8 个经典组合配方。

🆕 最近更新

第四轮 2026 内容更新(110 → 116):新增 6 种 2026 年前沿设计模式。

  • 多智能体协作:Blackboard Systems(黑板报系统,机会式触发协作)
  • 记忆管理:Graph/World-Model Memory(图/世界模型记忆,关系网式记忆)
  • 框架范式:Meta-Controller Pattern(元控制器,负载感知全局路由)
  • 安全对齐:Dry-Run Harness(彩排间,不可逆操作先预演再执行)
  • 自我纠错:Meta-Agent / Self-Improving Agent(造物主,改 harness 本身)
  • 成本优化:Reflexive Agent(反射弧,内部推理 vs 外部工具路由)

另:08 章 ReAct 条目下新增 TAOR Loop 演进注记(ReAct + Reflexion 单轮内融合,作为 8.1 子注记,不独立成条)。

第三轮 2025-2026 内容更新(104 → 110):新增 6 种 2025-2026 前沿模式。

  • 自主规划:Durable Execution(持久化执行引擎)
  • 检索增强:Agentic RAG(代理式 RAG)、CAG(缓存增强生成)、Multimodal RAG(多模态 RAG)、Reranking(重排序)
  • 框架范式:Subagents(子代理模式)

第二轮 2025-2026 内容更新(100 → 104):新增 4 种 2026 年前沿模式。

  • 记忆管理:Dreaming(梦境记忆整合,OpenAI 2026.06)
  • 框架范式:Context Engineering / Compaction(上下文工程)
  • 自主规划:Long-running Agents(长时运行 Agent)
  • 工具使用:Code-as-Action(代码即行动)

2025-2026 年内容更新(93 → 100):新增 7 种设计模式,行业方案新增"软件研发"。

  • 自主规划:Agentic Coding(自主编程)
  • 检索增强:LightRAG(轻量图谱检索)
  • 记忆管理:Mem0(记忆即数据库)
  • 框架范式:Orchestrator-Workers(总调度)、Evaluator-Optimizer(评估优化)
  • 工具使用:Browser Use / Web Agent(浏览器Agent)
  • 成本优化:Speculative Decoding(推测解码)

文档一致性全面加固

  • 场景适配指南矩阵表补充 28 个缺失模式,覆盖率从 70% 提升至 100%
  • 各章总结对比表同步补充新增模式(02/03/04/05/12 章)
  • 02 章 2.9 Agentic Coding 重组到正确位置(总结表之前)
  • 12 章定价表扩展到 18 个 2025-2026 主流模型

新增 10 种设计模式(83 → 93):

  • 推理增强:Test-Time Compute Scaling (o1)、Chain-of-Verification
  • 检索增强:Speculative RAG、Adaptive RAG
  • 多智能体协作:A2A Protocol
  • 记忆管理:Letta (MemGPT 演进)
  • 安全对齐:DPO & RLAIF、Llama Guard
  • 工具使用:Structured Outputs
  • 成本优化:Prompt Caching & Batch API

新增 4 个行业方案(4 → 8):教育、法律、制造、软件研发

代码质量全面加固

  • 全部示例代码添加 content or "" None 防护和 json.loads try/except 兜底
  • PoT / CRITIC 的 exec() 改为 SAFE_BUILTINS 白名单沙箱
  • 修复 GoT 多父节点追溯、Swarm 贪婪正则、CrewAI 上下文累加等逻辑 bug
  • 修正 Self-RAG 流程图、MemGPT 记忆归类、Generative Agents 衰减系数等技术错误

📚 文档目录

序号 类别 模式数量 文档
01 推理增强类 15 01_推理增强类.md
02 自主规划与执行类 11 02_自主规划与执行类.md
03 检索增强类 (RAG) 16 03_检索增强类.md
04 多智能体协作类 10 04_多智能体协作类.md
05 记忆与状态管理类 9 05_记忆与状态管理类.md
06 框架与编程范式类 13 06_框架与编程范式类.md
07 安全与对齐类 11 07_安全与对齐类.md
08 工具使用与函数调用类 10 08_工具使用与函数调用类.md
09 自我纠错与迭代改进类 6 09_自我纠错与迭代改进类.md
10 人机协作类 4 10_人机协作类.md
11 评估与测试类 4 11_评估与测试类.md
12 可观测性与成本优化类 7 12_可观测性与成本优化类.md
场景适配指南 场景适配指南.md
🏯 模式江湖(趣味图鉴) 116 模式江湖.md
🛒 电商/零售行业方案 3 行业方案_电商零售.md
🏦 金融行业方案 3 行业方案_金融.md
💼 SaaS/企业服务行业方案 3 行业方案_SaaS企业服务.md
🏥 医疗健康行业方案 3 行业方案_医疗健康.md
🎓 教育行业方案 3 行业方案_教育.md
⚖️ 法律行业方案 3 行业方案_法律.md
🏭 制造行业方案 3 行业方案_制造.md
💻 软件研发行业方案 4 行业方案_软件研发.md

🗺️ 模式全景图

Agent 设计模式
├── 推理增强类 — 让模型"想清楚再回答"
│   ├── CoT (思维链)          ├── ToT (思维树)
│   ├── GoT (思维图)          ├── Self-Consistency (自洽性)
│   ├── PoT (程序化思维)      ├── Step-Back (退一步提示)
│   ├── Least-to-Most (从易到难)  ├── Analog Prompting (类比提示)
│   ├── SoT (骨架思维)        ├── RE2 (重复阅读)
│   ├── S2A (系统2注意力)     ├── Emotion Prompting (情感提示)
│   ├── LATS (语言智能体树搜索)
│   ├── Test-Time Compute Scaling (测试时计算扩展/o1)
│   └── Chain-of-Verification (验证链/CoV)
│
├── 自主规划与执行类 — 让Agent自主制定计划并执行
│   ├── AutoGPT / BabyAGI     ├── HuggingGPT / TaskMatrix
│   ├── DEPS                  ├── ART
│   ├── ADaPT                 ├── Plan-and-Solve (计划与求解)
│   ├── LLM+P (LLM+经典规划器) ├── ReWOO (推理与观察解耦)
│   ├── Agentic Coding (自主编程)
│   ├── Long-running Agents (长时运行Agent)
│   └── Durable Execution (持久化执行引擎)
│
├── 检索增强类 (RAG) — 何时检索、检索什么、如何利用
│   ├── Standard RAG          ├── Self-RAG
│   ├── Corrective RAG        ├── RAISE
│   ├── Active RAG            ├── GraphRAG (知识图谱RAG)
│   ├── HyDE (假设文档嵌入)   ├── Self-Ask (自问自答)
│   ├── FLARE (前瞻式主动检索)
│   ├── Speculative RAG (推测式RAG)
│   ├── Adaptive RAG (自适应RAG)
│   ├── LightRAG (轻量图谱检索)
│   ├── Agentic RAG (代理式RAG)
│   ├── CAG (缓存增强生成)
│   ├── Multimodal RAG (多模态RAG)
│   └── Reranking (重排序)
│
├── 多智能体协作类 — 多Agent交互获得更高质量产出
│   ├── AutoGen               ├── MetaGPT
│   ├── CrewAI                ├── MoA (混合Agent)
│   ├── MAD (多Agent辩论)     ├── DyLAN (动态Agent网络)
│   ├── OpenAI Swarm (轻量编排) ├── ChatDev (聊天驱动开发)
│   ├── A2A Protocol (Agent间通信协议)
│   └── Blackboard Systems (黑板报系统)
│
├── 记忆与状态管理类 — 让Agent"记住该记住的、忘掉该忘掉的"
│   ├── MemGPT                ├── Generative Agents
│   ├── Reflection-based Memory   ├── RAG-based Memory
│   ├── Episodic Memory (情景记忆)
│   ├── Letta (MemGPT演进/有状态Agent)
│   ├── Mem0 (记忆即数据库)
│   ├── Dreaming (梦境记忆整合)
│   └── Graph/World-Model Memory (图/世界模型记忆)
│
├── 框架与编程范式类 — 从系统架构层面组织LLM调用
│   ├── DSPy                  ├── Flow Engineering (LangGraph)
│   ├── Map-Reduce Pattern    ├── Router / MoE
│   ├── Structured Output     ├── MCP (模型上下文协议)
│   ├── Semantic Kernel       ├── Prompt Chaining (提示链)
│   ├── Orchestrator-Workers (总调度)
│   ├── Evaluator-Optimizer (评估优化)
│   ├── Context Engineering / Compaction (上下文工程)
│   ├── Subagents (子代理模式)
│   └── Meta-Controller (元控制器)
│
├── 安全与对齐类 — 确保Agent输出安全、合规、符合价值观
│   ├── Constitutional AI     ├── Guardrails / NeMo-Guardrails
│   ├── LLM-as-a-Judge       ├── Self-Alignment
│   ├── RLHF-aware Design     ├── Red Teaming (红队测试)
│   ├── Prompt Injection Defense  ├── Jailbreak Defense
│   ├── DPO & RLAIF (直接偏好优化与AI反馈对齐)
│   ├── Llama Guard (输入输出安全分类)
│   └── Dry-Run Harness (彩排间)
│
├── 工具使用与函数调用类 — Agent区别于普通LLM的核心能力
│   ├── ReAct                 ├── Function Calling
│   ├── Toolformer            ├── Code Interpreter
│   ├── API Agent / Web Agent ├── Computer Use / GUI Agent
│   ├── Parallel Function Calling
│   ├── Structured Outputs (结构化输出)
│   ├── Browser Use / Web Agent (浏览器Agent)
│   └── Code-as-Action (代码即行动)
│
├── 自我纠错与迭代改进类 — 从"能用"到"可靠"的关键
│   ├── Self-Refine           ├── Reflexion
│   ├── CRITIC                ├── Iterative Refinement
│   ├── Self-Discover (自我发现推理结构)
│   └── Meta-Agent (自我进化元Agent)
│
├── 人机协作类 — 生产系统的必备机制
│   ├── Human-in-the-Loop     ├── Interactive Agent
│   ├── Cobots                └── Supervised Autonomy
│
├── 评估与测试类 — 让Agent质量可衡量、可验证
│   ├── LLM-as-a-Judge        ├── Pairwise Comparison
│   ├── Trajectory Evaluation └── Adversarial Testing
│
└── 可观测性与成本优化类 — 生产环境的"看得见、控得住、省得了"
    ├── Tracing & Logging     ├── Token & Cost Monitoring
    ├── Caching & Memoization ├── Model Routing & Cascading
    ├── Prompt Caching & Batch API (提示缓存与批量API)
    ├── Speculative Decoding (推测解码)
    └── Reflexive Agent (反射型Agent)

📖 推荐阅读顺序

💡 第一步永远是 场景适配指南 — 用决策树 30 秒找到你需要的模式。

入门路径(先理解核心概念)

  1. 08 工具使用与函数调用类 → 理解 Agent 的核心能力(ReAct 是基石)
  2. 01 推理增强类 → 理解如何增强 LLM 的推理能力
  3. 09 自我纠错与迭代改进类 → 理解如何让 Agent 变得可靠

进阶路径(构建完整 Agent)

  1. 02 自主规划与执行类 → 理解 Agent 的自主性
  2. 05 记忆与状态管理类 → 理解 Agent 的记忆体系
  3. 03 检索增强类 → 理解知识增强机制

高级路径(系统级设计)

  1. 04 多智能体协作类 → 理解多 Agent 协作
  2. 06 框架与编程范式类 → 理解工程化方法
  3. 07 安全与对齐类 → 理解安全保障
  4. 10 人机协作类 → 理解生产环境部署

生产路径(上线与运维)

  1. 11 评估与测试类 → 理解如何评估和验证 Agent 质量
  2. 12 可观测性与成本优化类 → 理解生产环境的监控与成本控制

⚙️ 环境配置

Python 3.10+,所有示例代码基于 OpenAI Python SDK:

pip install openai numpy

设置环境变量:

export OPENAI_API_KEY="your-api-key"
# 如使用兼容接口(如 Azure OpenAI、本地部署),还需设置:
export OPENAI_BASE_URL="https://your-api-endpoint"

部分模式需要额外依赖:

  • AutoGen 示例:pip install pyautogen
  • 向量检索示例:内置 SimpleVectorStore,无需额外安装
  • 语义缓存示例(12.3):依赖 numpy(已包含在基础安装中)
  • 链路追踪示例(12.1):可选集成 OpenTelemetry 用于生产环境
  • 生产环境重试:推荐 pip install tenacity(指数退避重试)

⚠️ 生产环境注意事项:本文档中的示例代码为教学目的编写,省略了生产环境必需的错误处理(如 API 限流重试、超时处理、网络异常恢复等)。生产部署时请务必:

  • 对所有 LLM 调用添加 try/except,捕获 openai.RateLimitErroropenai.APIErroropenai.APITimeoutError
  • 实现指数退避重试机制(推荐使用 tenacity 库)
  • response.choices[0].message.content 做 None 防护(content or ""
  • json.loads 做 try/except 兜底,处理 LLM 返回非标准 JSON 的情况
  • 代码执行类模式(PoT、CRITIC 等)的沙箱仅做演示,生产环境请使用 Docker 容器或专用沙箱服务

📐 文档结构约定

每个模式的文档遵循统一结构:

模式名称
├── 概念说明        — 通俗解释 + 类比理解
├── 核心流程/原理   — Mermaid 流程图 + 关键步骤说明
├── 完整示例代码    — 基于 OpenAI API 的可运行 Python 代码
│   ├── 环境配置
│   ├── 核心类实现
│   └── 主流程演示
├── 代码要点说明    — 关键方法与对应阶段
└── 总结对比表      — 多维度横向对比 + 选型建议

About

116 agent design patterns in 12 categories, each with concept, flow diagram and Python example. 4 rounds of 2026 frontier updates.

Topics

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