3-4 进阶场景示例：代码生成、逻辑推理
1 代码生成场景精讲
1.1 通用提示词模板
请基于以下需求生成[编程语言]代码：
功能描述：[清晰说明核心功能]
技术要求：
- 编程语言：[指定语言及版本]
- 框架/库：[明确依赖]
- 代码风格：[命名规范/缩进要求]
- 性能考虑：[并发/内存等]
输入输出示例：[具体案例]
其他要求：
- 统一错误处理
- 日志记录规范
- 测试用例覆盖
markdown
背景知识补充
- 功能描述：明确功能边界，避免模糊描述。例如：
- ❌ "实现用户登录"
- ✅ "实现基于JWT的用户登录功能，包含邮箱验证和密码加密存储"
- 技术要求：
- 编程语言版本需具体（如Python 3.11而非Python 3）
- 框架/库版本需锁定（如React 18.2而非React）
- 代码风格：
- 命名规范：驼峰式（camelCase）或蛇形（snake_case）
- 缩进要求：空格数或Tab
- 设计模式：如MVC、单例模式等
- 性能考虑：
- 并发：多线程/协程处理
- 内存：避免内存泄漏（如循环引用）
实践案例
案例1：Python数据清洗脚本
# 功能：清洗CSV文件中的空值并标准化日期格式
# 技术要求：Python 3.9, pandas 1.3
# 代码风格：PEP 8, 4空格缩进
# 输入示例：data.csv
# 输出示例：cleaned_data.csv
import pandas as pd
def clean_data(input_file, output_file):
df = pd.read_csv(input_file)
df.dropna(inplace=True)
df['date'] = pd.to_datetime(df['date'], format='%Y-%m-%d')
df.to_csv(output_file, index=False)
python
案例2：Java Spring Boot API
// 功能：实现RESTful用户查询接口
// 技术要求：Java 17, Spring Boot 3.1
// 代码风格：Google Java风格指南
// 输入示例：GET /api/users/1
// 输出示例：{"id":1,"name":"John"}
@RestController
@RequestMapping("/api/users")
public class UserController {
@GetMapping("/{id}")
public ResponseEntity<User> getUser(@PathVariable Long id) {
User user = userService.findById(id);
return ResponseEntity.ok(user);
}
}
java
前沿技术动态
- AI代码生成工具：
- GitHub Copilot：支持多语言，实时生成代码片段
- Amazon CodeWhisperer：专注AWS生态集成
- 最新研究：2024年ACM论文显示，结合单元测试生成的提示词可使代码正确率提升60%
常见问题解答
Q：生成的代码不符合预期怎么办？
A：检查提示词是否足够具体，尝试：
- 添加更多输入输出示例
- 分步骤描述需求（如先定义接口再实现逻辑）
- 明确边界条件（如空值处理）
Q：如何确保代码安全性？
A：在提示词中加入：
- 安全要求（如SQL注入防护）
- 依赖库的安全版本（如log4j 2.17+）
1.2 实战案例解析
1.2.1 React组件生成
// 功能：用户表单提交（带验证）
// 技术要求：React 18, TypeScript 5
// 代码风格：Airbnb规范
// 输入示例：用户填写表单
// 输出示例：提交至/api/users
import React, { useState } from 'react';
interface UserData {
name: string;
email: string;
}
function UserForm() {
const [userData, setUserData] = useState<UserData>({ name: '', email: '' });
const [errors, setErrors] = useState<Partial<UserData>>({});
const validate = () => {
const newErrors: Partial<UserData> = {};
if (!userData.name) newErrors.name = 'Name is required';
if (!userData.email.includes('@')) newErrors.email = 'Invalid email';
setErrors(newErrors);
return Object.keys(newErrors).length === 0;
};
const handleSubmit = (e: React.FormEvent) => {
e.preventDefault();
if (validate()) {
console.log('Submitting:', userData);
// API调用逻辑
}
};
return (
<form onSubmit={handleSubmit}>
<input
type="text"
placeholder="Name"
value={userData.name}
onChange={(e) => setUserData({ ...userData, name: e.target.value })}
/>
{errors.name && <span className="error">{errors.name}</span>}
<input
type="email"
placeholder="Email"
value={userData.email}
onChange={(e) => setUserData({ ...userData, email: e.target.value })}
/>
{errors.email && <span className="error">{errors.email}</span>}
<button type="submit">Submit</button>
</form>
);
}
jsx
1.2.2 Node.js API开发
// 功能：JWT认证+密码哈希
// 技术要求：Node.js 20, Express 5, bcryptjs 2.4
// 安全要求：JWT过期1小时，密码哈希成本12
// 输入示例：POST /login {email, password}
// 输出示例：{token}
const express = require('express');
const bcrypt = require('bcryptjs');
const jwt = require('jsonwebtoken');
const app = express();
app.use(express.json());
app.post('/login', async (req, res) => {
try {
const { email, password } = req.body;
const user = await User.findOne({ email });
if (!user) return res.status(404).json({ error: 'User not found' });
const isMatch = await bcrypt.compare(password, user.password);
if (!isMatch) return res.status(401).json({ error: 'Invalid credentials' });
const token = jwt.sign(
{ userId: user._id },
process.env.JWT_SECRET,
{ expiresIn: '1h' }
);
res.json({ token });
} catch (err) {
console.error('Login error:', err);
res.status(500).json({ error: 'Server error' });
}
});
javascript
延伸学习资源
- React进阶：
- React官方文档
- 《React设计模式与最佳实践》
- Node.js安全：
- OWASP Node.js安全指南
- 《Node.js安全编程》
- 提示词优化：
- OpenAI Cookbook
- 《Prompt Engineering for Developers》
💡 提示：使用npx create-react-app快速生成React项目骨架，或express-generator生成Node.js基础项目。
2 逻辑推理场景应用
2.1 问题排查框架（12345法）
详细步骤解析
- 现象复现
- 目标：稳定重现问题
- 关键动作：
- 记录触发条件（输入数据/操作步骤）
- 捕获错误日志/截图
- 示例：Web页面崩溃 → 记录浏览器版本、操作步骤、控制台报错
- 环境确认
- 检查项：
- 操作系统/运行时版本 - 依赖库版本 - 网络/存储配置 - 权限设置markdown - 工具推荐：
node -v/python --versionnpm list/pip freeze
- 检查项：
- 逻辑分段
- 策略：
- 二分法排查（禁用一半功能测试）
- 流程图标注可疑节点
- 案例：
- 策略：
- 变量追踪
- 方法：
- 打印关键变量值
- 使用调试器（Chrome DevTools/VSCode Debugger）
- 高级技巧：
- 日志染色（给不同请求标记颜色）
- 性能分析（CPU/Memory Profiling）
- 方法：
- 方案验证
- 原则：
- 每次只改一个变量
- 建立回滚机制
- 自动化验证：
# 示例：自动化测试脚本 pytest test_fix.py -vbash
- 原则：
实战案例：内存泄漏排查
// 问题现象：Node服务内存持续增长
// 排查过程：
1. 复现：ab -n 1000 -c 10 http://localhost:3000
2. 环境：Node 18.15 + Express 4.18
3. 分段：
- 注释中间件 → 定位到redis缓存模块
4. 追踪：
- 发现未释放的redis连接
5. 修复：
- 添加connection.release()
javascript
2.2 多步骤推理模板
模板深度解析
请按以下步骤解决[具体问题]：
1. 根本原因分析：
- 可能因素1（概率60%）：数据库连接池耗尽
- 可能因素2（概率30%）：线程死锁
- 可能因素3（概率10%）：第三方API限流
2. 验证方案设计：
- 测试方法1：监控数据库连接数
- 测试方法2：线程Dump分析
3. 实施与监控：
- 执行步骤：
1. 部署连接数监控
2. 设置阈值告警
- 监控指标：
- 活跃连接数
- 请求响应时间
4. 结论与优化：
- 最终方案：调整连接池大小至50
- 预防措施：
- 添加连接泄漏检测
- 定期压力测试
markdown
典型应用场景
- 性能优化
- 问题：API响应慢（P99 > 1s）
- 推理路径：
- 分布式系统调试
- 问题：订单状态不一致
- 多维度验证：
- 数据库事务日志 - 消息队列消费记录 - 分布式追踪IDmarkdown
前沿技术
- AI辅助推理：
- ChatGPT的"思维链"提示技巧
- AWS DevOps Guru的异常检测
- 可视化工具：
- Jaeger（分布式追踪）
- Grafana（指标关联分析）
常见问题解答
Q：如何确定根本原因的概率？
A：参考：
- 历史故障统计
- 日志错误频率
- 架构脆弱点评估
Q：验证方案如何避免影响生产？
A：采用：
- 影子测试（Shadow Testing）
- 蓝绿部署
- 局部流量导入
延伸学习
- 书籍：《Debugging》by David J. Agans
- 工具：
- Wireshark（网络分析）
- Arthas（Java诊断）
- 论文：《How Complex Systems Fail》（Richard Cook）
3 Rust学习案例拆解
3.1 提示词设计技巧
详细解析与优化
背景：有前端+Java经验的开发者学习Rust
约束：
- 已安装Rust 1.78环境
- 1小时掌握基础语法
交互设计：
- 使用简单语言+实例教学
- 支持"继续"指令分阶段学习
markdown
背景知识补充
- 开发者背景利用：
- 前端经验 → 对比Rust与JavaScript的差异：
// JavaScript: let x = 10; // Rust: 需要明确类型（类型推断有限） let x: i32 = 10;rust - Java经验 → 类比Rust的OOP特性：
// 类似Java的类 struct Point { x: i32, y: i32 } impl Point { fn new(x: i32, y: i32) -> Self { Point { x, y } } }rust
- 前端经验 → 对比Rust与JavaScript的差异：
- 环境约束优化：
- 明确工具链要求：
# 验证安装 rustc --version # 需显示1.78+ cargo --versionbash - 推荐IDE配置：
- VS Code + rust-analyzer插件
- JetBrains CLion（付费但更强大）
- 明确工具链要求：
- 交互设计增强：
- 分阶段示例：
第一阶段：变量与类型 [示例代码] 输入"继续"进入第二阶段：控制流markdown - 错误处理技巧：
// 对比Java的try-catch let file = File::open("hello.txt").expect("文件打开失败");rust
- 分阶段示例：
实践案例
案例1：所有权机制教学
fn main() {
let s1 = String::from("hello");
let s2 = s1; // s1的所有权转移给s2
// println!("{}", s1); // 编译错误！所有权已转移
println!("{}", s2);
}
rust
案例2：错误处理转换
use std::fs::File;
fn main() {
// Java风格 → Rust风格
let file = match File::open("hello.txt") {
Ok(file) => file,
Err(error) => panic!("文件打开失败: {:?}", error),
};
}
rust
前沿技术动态
- Rust 2024 Edition新特性：
- 改进的错误信息（更友好的编译提示）
- 增强的模式匹配（类似Scala的match表达式）
- AI辅助学习：
- GitHub Copilot的Rust代码补全
- ChatGPT的"解释代码"功能
常见问题解答
Q：为什么Rust变量默认不可变？
A：安全性设计：
- 避免意外修改
- 便于编译器优化
- 需要可变时需显式声明：
let mut x = 5; x += 1; // 合法rust
Q：所有权机制太难理解？
A：类比现实：
- 变量像"借书证"，同一时间只能一人持有
clone()是复印书籍，move是转借书证
3.2 学习路径规划
分阶段详解
关键知识点
- 所有权机制三原则：
- 每个值有且只有一个所有者
- 值的作用域结束时自动释放
- 可通过引用临时借用
- 错误处理最佳实践：
// 推荐方式 fn read_file() -> Result<String, io::Error> { let mut file = File::open("hello.txt")?; let mut contents = String::new(); file.read_to_string(&mut contents)?; Ok(contents) }rust - 并发编程模式：
use std::sync::mpsc; use std::thread; fn main() { let (tx, rx) = mpsc::channel(); thread::spawn(move || { tx.send("Hello from thread").unwrap(); }); println!("{}", rx.recv().unwrap()); }rust
延伸学习资源
- 官方文档：
- Rust语言圣经
- 《Rust程序设计语言》（The Book）
- 实战项目：
- 用Rust重写Python脚本
- 开发CLI工具（如
ripgrep简化版）
- 社区支持：
- Rust官方论坛
- 中文社区：Rust语言中文网
💡 提示：使用cargo new快速创建项目，cargo run一键运行，cargo test运行测试！
4 核心提示技巧总结
4.1 五大黄金法则
1. 代码风格指定
深度解析：
- 行业标准：
- Google风格指南（Java/Python）
- Airbnb React风格指南
- Rust官方fmt工具
- 实现方式：
# Python示例 pip install black black your_script.pybash// Rust示例 cargo fmtrust - AI提示词优化：
代码风格要求： - 缩进：2个空格 - 命名：camelCase变量，PascalCase类型 - 最大行宽：80字符markdown
2. 错误处理要求
最佳实践：
- 分层处理：
- Rust示例：
#[derive(Debug)] enum AppError { DatabaseError(sqlx::Error), AuthError(String), } impl From<sqlx::Error> for AppError { fn from(err: sqlx::Error) -> Self { AppError::DatabaseError(err) } }rust
3. 文档注释期望
自动化工具：
- Python：
def calculate(a: int, b: int) -> int: """计算两个数的和 Args: a: 第一个加数 b: 第二个加数 Returns: 两数之和 """ return a + bpython - 生成文档：
pdoc3 your_module.pybash
4. 上下文环境
完整模板：
环境信息：
- 操作系统：Ubuntu 22.04 LTS（内核5.15）
- 运行时：Node.js 20.3.0
- 关键依赖：
- express: ^5.0.0
- mongodb: 4.4
- 硬件配置：
- CPU: 4核
- 内存: 8GB
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5. 需求分解
实战案例：
4.2 常见问题规避
增强对比表
| 错误做法 | 正确做法 | 技术原理 |
|---------------------------|-------------------------------------------|---------------------------|
| 截图+模糊描述 | 提供可执行的测试用例+环境快照 | 消除环境差异 |
| "代码不工作" | 提供：1.预期行为 2.实际行为 3.错误日志 | 精准定位问题层 |
| 使用latest版本 | 锁定版本：react@18.2.0 | 避免依赖冲突 |
| 直接粘贴报错信息 | 提供最小可复现代码片段 | 排除无关因素干扰 |
| 忽略时区问题 | 明确时区要求：UTC+8 | 防止时间计算错误 |
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典型案例分析
问题场景：
- 错误做法："我的Docker容器起不来"
- 正确做法：
问题描述： - 预期：容器启动后服务监听8080端口 - 实际：容器立即退出，状态码137 - 环境： - Docker 20.10 - 镜像：ubuntu:22.04 - 启动命令：`docker run -it myapp` 已尝试： - 检查内存限制（已设为4GB） - 查看docker logs（无输出）markdown
前沿解决方案
- AI辅助排错：
- GitHub Copilot错误诊断
- ChatGPT的"解释错误信息"功能
- 自动化工具：
- 使用
act测试GitHub Actions - 利用
docker-compose重现环境
- 使用
延伸学习
- 调试技术：
- 《调试九法》- David J. Agans
- Chrome DevTools高级技巧
- 沟通技巧：
- 如何编写有效的技术问题报告
- Stack Overflow提问规范
- 工具链：
pyenv/nvm版本管理makefile自动化构建
💡 终极提示：使用docker commit保存问题现场，用git bisect定位问题提交！
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