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引言:被忽视的系统提示价值

当我们谈论Claude、Cursor、Cline这些前沿编码模型时,大多数人的注意力都集中在模型本身的能力上。但真正不为人知的秘密是:这些强大的编码智能体背后,隐藏着精心打磨的系统提示(System Prompt)。

还记得那条关于Claude系统提示泄露的病毒式推文吗?当完整的系统提示被公开时,人们才惊讶地发现,这些提示的长度和复杂度远超想象。更重要的是,这些系统提示并非一成不变——它们被不断迭代优化,成为打造成功编码智能体的关键要素。

正如AI领域的知名人物Andrej Karpathy所说,这种围绕提示不断优化的范式,他称之为"系统提示学习"(System Prompt Learning)。他将其比喻为电影《记忆碎片》中的主角:虽然会忘记学到的东西,但通过不断记录和回顾笔记,依然能够持续进步。这种"吸收英文反馈并据此改进"的过程,几乎就像人类的学习方式。

提示学习 vs 强化学习:为什么英文反馈更有效?

强化学习的困境

让我们用一个简单的类比来理解两种方法的区别。想象一个学生正在努力提高考试成绩:

强化学习的方式:

  • 学生参加考试

  • 得到一个分数:70分、80分或90分

  • 仅凭这个标量奖励(scalar reward),盲目摸索如何提升

  • 需要大量试错才能找到正确方向

这正是强化学习的核心问题:

  • 样本效率低:需要海量数据才能收敛

  • 时间密集:训练周期漫长

  • 资源消耗大:需要专业的数据科学团队

  • 可能过度:对于已经很强大的LLM来说可能是杀鸡用牛刀

系统提示学习的突破

提示学习的方式:

  • 学生参加考试

  • 不仅得到分数,还获得详细的英文反馈

  • 明确知道哪道题答对了、哪里出错了

  • 了解遗漏的概念和需要学习的内容

  • 根据这些具体建议进行针对性改进

这种方法的优势显而易见:

  • 样本效率高:少量数据即可见效

  • 反馈精准:直接指出问题所在

  • 迭代快速:无需复杂的RL基础设施

  • 门槛更低:适合小团队实施

实战:如何让Claude Code和Cline性能飙升

实验设计

我们选择了两个最流行的编码智能体进行测试:

  • Claude Code

  • Cline

测试数据集: SWEBench Light(150个真实的GitHub问题)

基准性能(vanilla版本):

  • Cline:约30%的问题解决率

  • Claude Code:约40%的问题解决率

实验目标: 仅通过优化系统提示,不进行任何模型微调,看能否提升性能。

技术实现:五步优化流程

第一步:初始状态设置

两个智能体都提供了可以追加规则的文件:

  • Cline:.clinerules 文件

  • Claude Code:claude.md 文件

初始状态下,这些文件是完全空白的,等待我们填充优化规则。

第二步:生成解决方案并测试

原始系统提示(无额外规则)
        ↓
输入:GitHub问题描述
        ↓
智能体生成代码补丁
        ↓
运行单元测试
        ↓
获得测试结果(通过/失败)

第三步:LLM作为评判者(关键环节)

这是整个流程中最关键的部分。我们设计了一个专门的"LLM as Judge"评估系统,输入包括:

  1. 问题描述:原始的GitHub issue

  2. 智能体解决方案:生成的代码补丁

  3. 单元测试结果:通过或失败的具体信息

  4. 预期行为:正确的解决方案应该是什么样的

输出不仅仅是通过/失败,更重要的是详细的解释:

  • 为什么失败了?

  • 具体是哪类错误?

  • 解析错误(Parsing errors)

  • 异常未处理(Unhandled exceptions)

  • 边界条件遗漏(Edge cases missed)

  • 库特定问题(Library-specific issues)

  • 常见的失败场景是什么?

  • 智能体遗漏了哪些概念?

第四步:元提示优化

将所有信息汇总到一个大型**元提示(Meta Prompt)**中:

元提示输入 = {
    "原始系统提示": Claude/Cline的基础提示,
    "当前规则": 之前生成的规则(初始为空),
    "问题输入": GitHub问题描述,
    "智能体输出": 生成的解决方案,
    "评估结果": LLM Judge的判断,
    "详细解释": 失败原因和改进建议
}

元提示的任务:

  • 分析所有失败案例

  • 识别共同模式

  • 生成新的规则集

  • 确保规则具体、可操作

第五步:迭代与对比

旧世界:原始系统提示 + 空规则
        ↓
      对比 (Diff)
        ↓
新世界:原始系统提示 + 优化后的规则集
        ↓
在完整SWEBench上重新测试

评估工程:成功的关键

这里必须强调:评估的质量决定了最终效果

我们在评估工程上投入了大量时间,不断迭代评估提示,确保:

  1. 解释足够详细:不只说"错了",而是说"为什么错"

  2. 分类清晰:将错误归类到具体类别

  3. 建议可操作:给出明确的改进方向

  4. 覆盖全面:捕捉各种边界情况

示例评估输出:

❌ 失败原因:解析错误
📝 详细说明:智能体在处理 pytest 库的特定语法时,
   未正确处理嵌套的 fixture 依赖关系。
   
🔍 失败场景:
   - 场景1:多层fixture嵌套
   - 场景2:fixture参数化
   - 场景3:scope冲突
   
💡 改进建议:
   在系统提示中添加规则,明确说明在处理pytest代码时,
   需要特别注意fixture的依赖图,并在修改前验证scope兼容性。

实验结果:令人惊喜的性能提升

量化结果

经过提示学习优化后,在相同的SWEBench Light测试集上:

智能体

基准性能

优化后性能

提升幅度

Claude Code

40%

45%

+5%

Cline

30%

45%

+15%

关键发现

  1. 样本效率惊人:仅用150个训练样本就实现了显著提升

  2. 无需微调:没有改动任何模型参数

  3. 纯提示优化:所有改进都来自系统提示的迭代

  4. 适用最强智能体:在已经很强大的编码智能体上依然有效

实际影响

想象一下,对于你正在开发的智能体:

  • 如果基准性能是60%,提升15%意味着达到75%

  • 这可能是产品可用与不可用的分水岭

  • 而实现这一切,你只需要准备几百个高质量的测试样本

与DSPy MIPRO的对比:我们做对了什么?

很多人可能会问:这和DSPy中的MIPRO(也叫JEPA)有什么区别?

相似之处

两者的核心理念相同:

  • 都使用英文反馈而非标量奖励

  • 都通过迭代优化提示

  • 都利用LLM的语言理解能力

关键差异

维度

MIPRO

我们的方法

迭代次数

需要大量循环和rollouts

显著更少的迭代

核心优势

通用框架

深度评估工程

样本需求

较多

150个样本即可

关键因素

算法框架

评估提示质量

我们的秘密武器:评估工程

真正让我们脱颖而出的是:我们在评估提示上投入了极大的精力

普通评估:

输入:代码 + 测试结果
输出:通过/失败

高质量评估:

输入:代码 + 测试结果 + 问题上下文 + 预期行为
输出:
  - 通过/失败
  - 详细的错误分类
  - 具体的失败场景
  - 根本原因分析
  - 可操作的改进建议
  - 相关代码示例

这种高质量的反馈,才是提示学习真正发挥作用的基础。

核心洞察:为什么这个方法有效?

1. 利用LLM的语言理解能力

LLM天生擅长理解和生成自然语言。与其让它通过数值信号盲目探索,不如直接告诉它:

  • "你在这里犯了什么错误"

  • "下次应该注意什么"

  • "这是正确的做法"

2. 人类学习的镜像

这种方法模仿了人类最有效的学习方式:

  • 尝试 → 获得具体反馈 → 理解错误 → 调整策略 → 再次尝试

3. 知识的累积与传承

就像《记忆碎片》中的主角通过笔记传递信息,系统提示成为了智能体的"外部记忆":

  • 每次失败都转化为具体的规则

  • 规则不断累积和精炼

  • 形成越来越完善的知识库

4. 评估驱动的优化

传统方法:模型 → 输出 → 评分 → 调整模型

我们的方法:模型 → 输出 → 深度评估 → 调整提示 → 更好的输出

评估的质量直接决定了优化的质量。

实践建议:如何应用到你的项目

第一步:建立评估基础设施

  1. 选择合适的数据集

  • 100-200个代表性样本即可

  • 确保覆盖主要使用场景

  • 包含常见的边界情况

  1. 设计高质量的评估提示

你的任务是评估AI生成的代码解决方案。

输入:
- 问题描述:[...]
- AI解决方案:[...]
- 测试结果:[...]
- 预期行为:[...]

请输出:
1. 判断:通过/失败
2. 错误类型:[解析错误/逻辑错误/边界情况/...]
3. 详细解释:为什么失败?具体哪里出错?
4. 失败场景:列举2-3个具体例子
5. 改进建议:下次应该如何避免?
  1. 迭代评估提示

  • 运行几次,检查输出质量

  • 确保解释足够详细和准确

  • 调整提示直到满意

第二步:实施提示学习循环

# 伪代码示例
for iteration in range(max_iterations):
    # 1. 运行智能体
    results = run_agent_on_dataset(agent, dataset, current_prompt)
    
    # 2. 评估结果
    evaluations = []
    for result in results:
        eval_result = llm_as_judge(
            problem=result.problem,
            solution=result.solution,
            test_output=result.test_output
        )
        evaluations.append(eval_result)
    
    # 3. 生成新规则
    new_rules = meta_prompt_optimizer(
        original_prompt=current_prompt,
        current_rules=current_rules,
        evaluations=evaluations
    )
    
    # 4. 更新提示
    current_rules = new_rules
    current_prompt = merge(original_prompt, new_rules)
    
    # 5. 验证改进
    if performance_improved(results):
        print(f"Iteration {iteration}: Performance improved!")
    else:
        break

第三步:监控和优化

  1. 跟踪关键指标

  • 整体准确率

  • 各类错误的分布

  • 新规则的有效性

  1. 定期审查规则

  • 删除冗余规则

  • 合并相似规则

  • 精炼表述

  1. 持续迭代

  • 收集新的失败案例

  • 更新评估提示

  • 重新运行优化循环

适用场景与局限性

适用场景

编码智能体:如本文案例
文本生成任务:写作、总结、翻译
推理任务:数学问题、逻辑推理
结构化输出:JSON生成、数据提取
对话系统:客服机器人、助手

局限性

需要明确的评估标准:如果任务难以评估,方法效果有限
依赖评估质量:垃圾评估 = 垃圾优化
不适合极度复杂的任务:可能需要结合其他方法
需要一定的样本量:虽然150个够用,但太少也不行

何时考虑其他方法

  • 如果你有海量数据和计算资源 → 考虑微调或RL

  • 如果任务需要改变模型的基础能力 → 必须微调

  • 如果提示学习效果停滞 → 可能需要更强的基础模型

未来展望:提示学习的潜力

短期应用

  1. 更多领域的验证

  • 我们已在BBH等数据集上测试

  • 其他软件工程任务

  • 非编码领域的探索

  1. 工具和框架

  • 开源提示学习工具包

  • 评估提示模板库

  • 自动化优化流程

  1. 最佳实践总结

  • 不同任务的评估策略

  • 元提示设计模式

  • 规则管理方法

长期愿景

  1. 智能体的持续学习

  • 在生产环境中持续优化

  • 从用户反馈中学习

  • 自适应的系统提示

  1. 评估即服务

  • 专门的评估模型

  • 领域特定的评估器

  • 多维度的质量评估

  1. 提示学习 + 其他方法

  • 与微调结合

  • 与检索增强结合

  • 与强化学习结合

结论:重新认识系统提示的价值

这项研究最重要的启示是:系统提示的价值被严重低估了

我们往往把注意力集中在:

  • 选择哪个模型?

  • 是否需要微调?

  • 如何设计智能体架构?

却忽视了一个简单而强大的事实:精心设计的系统提示,可以让现有模型的性能提升15%甚至更多

关键要点回顾

  1. 英文反馈 > 标量奖励:直接告诉AI哪里错了比让它盲目探索有效得多

  2. 评估工程是核心:高质量的评估提示决定了优化的上限

  3. 样本效率惊人:150个样本就能显著提升顶级智能体

  4. 无需微调模型:纯提示优化即可实现突破

  5. 适合小团队:不需要大规模的RL基础设施

行动建议

如果你正在构建AI智能体,不妨:

  1. 投资评估工程:花时间设计高质量的评估提示

  2. 收集失败案例:每个失败都是优化的机会

  3. 迭代系统提示:将学到的知识编码到提示中

  4. 测量和跟踪:量化每次改进的效果

  5. 保持耐心:提示优化是一个持续的过程

最后的思考

在AI快速发展的时代,我们常常追逐最新、最大、最强的模型。但这项研究提醒我们:有时候,最大的提升来自于更好地使用现有工具

系统提示学习不是要取代微调或强化学习,而是为我们提供了一个更快、更简单、更易于迭代的优化路径。对于大多数团队来说,这可能是最实用的起点。

正如Karpathy所说,这几乎就像人类学习一样——通过反馈、理解、改进,不断进步。而现在,我们的AI智能体也可以用同样的方式成长。


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