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基于 LLM 实现 Rerank

下边通过设计 Prompt 让 LLM 实现重排序的功能。

函数定义

class LLMReranker:def __init__(self, llm_client):self.llm = llm_clientdef rerank(self, query: str, documents: list[dict]) -> list[dict]:# 构建 promptprompt = self._build_rerank_prompt(query, documents)# 调用 LLMresponse = self.llm.chat.completions.create(model="gpt-3.5-turbo",temperature=0,  # 降低随机性messages=[{"role": "system", "content": """你是一个专业的搜索结果重排序专家。
你的任务是:
1. 评估每个文档与用户查询的相关性
2. 给出0-1之间的相关性分数
3. 解释评分理由
4. 按相关性从高到低排序评分标准:
- 0.8-1.0: 完全相关,直接回答问题
- 0.6-0.8: 高度相关,包含大部分所需信息
- 0.4-0.6: 部分相关,包含一些相关信息
- 0.0-0.4: 基本不相关请以JSON格式返回结果。"""},{"role": "user", "content": prompt}])# 解析响应try:results = eval(response.choices[0].message.content)return resultsexcept:return []def _build_rerank_prompt(self, query: str, documents: list[dict]) -> str:prompt = f"""请对以下文档进行重排序:用户查询: {query}待排序文档:
"""for i, doc in enumerate(documents, 1):prompt += f"""
文档{i}:
ID: {doc['id']}
内容: {doc['text']}
"""prompt += """
请以如下JSON格式返回重排序结果:
[{"id": "文档ID","score": 相关性分数,"reason": "评分理由"},...
]
"""return prompt# 使用示例
def main():# 初始化查询和文档query = "Python如何处理JSON数据?"documents = [{"id": "doc1","text": "Python提供了json模块来处理JSON数据。使用json.loads()可以将JSON字符串转换为Python对象，使用json.dumps()可以将Python对象转换为JSON字符串。",},{"id": "doc2", "text": "在Python中，字典(dict)是一种常用的数据结构，它的格式与JSON非常相似。你可以使用字典来存储键值对数据。",},{"id": "doc3","text": "Python是一种面向对象的编程语言，支持类和对象的概念。你可以创建自定义类来组织数据和行为。",}]# 初始化 LLM client (这里以 OpenAI 为例)from openai import OpenAIclient = OpenAI()# 执行重排序reranker = LLMReranker(client)results = reranker.rerank(query, documents)# 打印结果print("\n查询:", query)print("\n重排序结果:")for i, result in enumerate(results, 1):print(f"\n{i}. 文档ID: {result['id']}")print(f"   相关性分数: {result['score']}")print(f"   评分理由: {result['reason']}")

预期输出

[{"id": "doc1","score": 0.95,"reason": "文档直接回答了如何处理JSON数据的问题,提供了具体的json模块使用方法(loads和dumps函数),信息完整且准确。"},{"id": "doc2","score": 0.65,"reason": "文档提到了Python字典与JSON的关系,对理解JSON处理有帮助,但没有直接说明处理方法。"},{"id": "doc3","score": 0.2,"reason": "文档只介绍了Python的面向对象特性,与JSON数据处理无直接关系。"}
]

实现说明

1. 简单易用:

   • 不需要额外的模型
   • 只依赖LLM API
   • 实现逻辑清晰

2. 灵活性强:

   • 可以通过修改prompt调整评分标准
   • 可以获取评分理由
   • 支持多维度评估

3. 可解释性好:

   • 每个分数都有明确的理由
   • 评分标准透明
   • 便于调试和优化

4. 适应性强:

   • 可处理各种领域的问题
   • 不需要领域特定训练
   • 支持多语言

使用建议

1. Prompt优化:

# 可以添加更多评分维度
"""
评分维度:
1. 相关性: 内容与查询的关联程度
2. 完整性: 信息的完整程度
3. 准确性: 信息的准确程度
4. 时效性: 信息的新旧程度
"""

2. 批量处理:

# 对于大量文档,可以分批处理
def batch_rerank(self, query: str, documents: list, batch_size: int = 5):results = []for i in range(0, len(documents), batch_size):batch = documents[i:i + batch_size]batch_results = self.rerank(query, batch)results.extend(batch_results)return sorted(results, key=lambda x: x['score'], reverse=True)

3. 错误处理:

try:response = self.llm.chat.completions.create(...)results = eval(response.choices[0].message.content)
except Exception as e:print(f"重排序错误: {str(e)}")# 返回原始顺序return [{"id": doc["id"], "score": 0.5} for doc in documents]

4. 缓存结果:

from functools import lru_cache@lru_cache(maxsize=1000)
def cached_rerank(self, query: str, doc_key: str):# 实现缓存逻辑pass

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这种基于LLM的重排序方案特别适合:

1. 快速原型验证
2. 小规模应用
3. 需要高可解释性的场景
4. 多语言或跨领域应用

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完整 Prompt

你是一个专业的搜索结果重排序专家。你的任务是评估每个文档与用户查询的相关性,并给出排序。评分标准:
1. 相关性分数范围: 0.0-1.0
- 0.8-1.0: 完全相关,直接回答问题
- 0.6-0.8: 高度相关,包含大部分所需信息
- 0.4-0.6: 部分相关,包含一些相关信息
- 0.0-0.4: 基本不相关2. 评分维度:
- 相关性: 文档内容是否直接回答查询问题
- 完整性: 回答的信息是否完整
- 准确性: 信息是否准确专业
- 直接性: 是否需要用户进一步推理或处理用户查询: Python如何处理JSON数据?待评估文档:
文档1:
ID: doc1
内容: Python提供了json模块来处理JSON数据。使用json.loads()可以将JSON字符串转换为Python对象，使用json.dumps()可以将Python对象转换为JSON字符串。文档2:
ID: doc2
内容: 在Python中，字典(dict)是一种常用的数据结构，它的格式与JSON非常相似。你可以使用字典来存储键值对数据。文档3:
ID: doc3
内容: Python是一种面向对象的编程语言，支持类和对象的概念。你可以创建自定义类来组织数据和行为。请按以下JSON格式返回重排序结果,必须包含id字段:
[
"文档ID",
...
]注意:
1. 结果必须按score从高到低排序
2. 结果中只需要给出id字段
3. 返回格式必须是合法的JSON格式，不要做任何解释