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使用JSON Schema 的 dependencies 实现 LLM 工具调用的参数约束

news 2025/8/2 6:06:56

在构建大语言模型（LLM）可调用的工具时，我们通常会定义工具的参数结构（parameters），使模型能够根据用户输入自动选择工具并构造合法的参数调用。对于多功能工具，一个关键问题是：

不同动作（action）需要不同的参数，该如何让模型明白？

本文将进一步探讨：如何使用 JSON Schema 中的 dependencies 机制，优雅地约束不同 action 所需的参数，确保 LLM 生成合法的调用请求。

问题背景：工具支持多种动作，但参数不同

考虑一个通用浏览器控制工具 browser_use，它支持多种操作：

go_to_url：需要 url
click_element：需要 index
input_text：需要 index 和 text
web_search：需要 query

如果不做任何约束，模型可能会在 click_element 中错误地填入 text，导致调用失败或行为异常。

解决方案：使用 JSON Schema 的 `dependencies`

我们可以为工具定义如下参数结构：

{"type": "object","properties": {"action": {"type": "string","enum": ["go_to_url", "click_element", "input_text", "web_search"]},"url": { "type": "string" },"index": { "type": "integer" },"text": { "type": "string" },"query": { "type": "string" }},"required": ["action"],"dependencies": {"go_to_url": ["url"],"click_element": ["index"],"input_text": ["index", "text"],"web_search": ["query"]}
}

其中：

required: 所有调用必须至少指定 action
dependencies: 定义每个动作对应必须提供的参数

如果模型选择了 action = "click_element"，它就必须同时提供 index

模型如何理解 `dependencies`？

以用户问题为例：

“点击第二个按钮”

模型经过推理，会生成：

{"action": "click_element","index": 2
}

这背后正是因为模型读懂了 schema 中的：

"click_element": ["index"]

从而避免生成无效调用：

{"action": "click_element","text": "提交"
}

使用场景与兼容性

应用框架	是否支持 `dependencies`	说明
OpenAI Function Calling	✅	模型遵循 JSON Schema 结构
Qwen Tool Use	✅	完全兼容 dependencies 字段
LangChain Tool	✅	可通过 `args_schema` 显式定义
自定义代理系统	✅	可手动解析 schema 实现验证逻辑

实践建议

当一个工具支持多个 action 时，强烈建议使用 dependencies 来约束参数组合。
避免写成统一大 schema 而不做依赖区分，会导致模型乱填字段。
建议搭配 description 字段，为每个参数添加清晰提示，有助于 LLM 理解和生成。

完整示例

{"name": "browser_use","description": "A tool for browser automation and web page interaction.","parameters": {"type": "object","properties": {"action": {"type": "string","enum": ["click_element", "go_to_url", "input_text", "web_search"]},"url": { "type": "string", "description": "URL to navigate to" },"index": { "type": "integer", "description": "Index of element" },"text": { "type": "string", "description": "Text input" },"query": { "type": "string", "description": "Search query" }},"required": ["action"],"dependencies": {"go_to_url": ["url"],"click_element": ["index"],"input_text": ["index", "text"],"web_search": ["query"]}}
}