Level 230 分钟

思维链 (Chain of Thought)

引导 AI 逐步推理,提升复杂问题的解决能力

思维链 (Chain of Thought):让 AI 学会推理

什么是思维链?

思维链 (CoT) 是一种让 AI 展示推理过程的技术。不直接给出答案,而是一步步思考。

就像数学考试要写解题步骤一样。

为什么需要思维链?

直接回答复杂问题时,AI 容易出错:

问:小明有 15 个苹果,给了小红 3 个,又买了 7 个,
    小红还了他 2 个,问小明现在有几个苹果?

❌ 直接回答:19 个(可能算错)
✅ 分步推理:
   - 初始:15 个
   - 给小红后:15 - 3 = 12 个
   - 买了后:12 + 7 = 19 个
   - 小红还后:19 + 2 = 21 个
   答案:21 个

思维链的两种方式

1. Zero-shot CoT

只需添加魔法词句:

问题:...

让我们一步一步思考。

或:

请详细说明你的推理过程。

2. Few-shot CoT

提供带推理过程的示例:

示例问题:
一个书架有 3 层,每层可以放 8 本书,现在放了 17 本,还能放几本?

推理过程:
1. 计算书架总容量:3层 × 8本/层 = 24本
2. 计算剩余空间:24本 - 17本 = 7本
3. 答案:还能放 7 本书

现在请用同样的方式解答:
[新问题]

思维链模板

问题:[问题描述]

请按以下步骤分析:
1. 首先,理解问题的关键信息
2. 然后,确定解决思路
3. 接着,逐步执行计算/分析
4. 最后,验证答案并给出结论

开始分析:

实战应用

代码调试

这段代码有 bug,请一步步分析问题:

1. 首先,理解代码的预期功能
2. 然后,模拟代码执行过程
3. 找出实际行为与预期的差异
4. 定位问题根因
5. 给出修复方案

\`\`\`python
def calculate_average(numbers):
    total = 0
    for num in numbers:
        total += num
    return total / len(numbers)
    
result = calculate_average([])
\`\`\`

决策分析

帮我分析是否应该换工作。请一步步思考:

1. 列出当前工作的优缺点
2. 列出新机会的优缺点
3. 评估风险因素
4. 考虑长期职业发展
5. 给出综合建议

背景信息:...

CoT 的局限性

  • ⚠️ 增加输出长度和成本
  • ⚠️ 对简单问题可能过度
  • ⚠️ 推理过程也可能出错

练习

用思维链方法解决:

一家咖啡店早上卖出 45 杯咖啡,下午卖出的是早上的 2 倍少 10 杯, 晚上卖出的是下午的一半。问这一天总共卖出多少杯?

写出完整的推理过程。

小结

  • 思维链让复杂推理更准确
  • "让我们一步一步思考" 是简单有效的咒语
  • 适用于数学、逻辑、多步骤问题
  • 权衡准确性与成本

下一课我们将学习 RAG 提示设计。

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