8.1 函数调用机制

8.1.1 什么是函数调用

函数调用（Function Calling）是让大语言模型能够决定调用外部函数的能力。模型不直接执行函数，而是生成结构化的函数调用请求，由应用程序执行实际调用。

8.1.2 函数调用的价值

函数调用使模型能够：

• 获取实时数据：查询天气、股价、新闻

• 执行计算：进行精确的数学运算

• 操作系统：读写文件、发送请求

• 访问服务：调用 API、查询数据库

8.1.3 工作原理

工具定义

首先向模型描述可用的工具：

{
  "name": "get_weather",
  "description": "获取指定城市的天气信息",
  "parameters": {
    "type": "object",
    "properties": {
      "city": {
        "type": "string",
        "description": "城市名称"
      },
      "unit": {
        "type": "string",
        "enum": ["celsius", "fahrenheit"],
        "description": "温度单位"
      }
    },
    "required": ["city"]
  }
}

模型决策

模型根据用户请求决定是否需要调用工具：

用户：北京今天天气怎么样？

模型决策：需要调用 get_weather 工具
工具调用：get_weather(city="北京", unit="celsius")

结果处理

应用执行工具，将结果返回给模型：

{
  "role": "tool",
  "content": "{\"temperature\": 25, \"condition\": \"晴\"}",
  "tool_call_id": "call_123"
}

生成响应

模型根据工具结果生成最终答案：

北京今天天气晴朗，气温 25 摄氏度，适合户外活动。

8.1.4 主流模型的支持

模型	函数调用支持	特点
GPT-5 系列	原生支持	并行调用、强制调用
Claude 4.5 系列	原生支持	工具使用提示优化
Gemini	原生支持	多模态工具绑定
开源模型	部分支持	需要特定微调版本

8.1.5 调用模式

自动模式

模型自主决定是否调用：

{"tool_choice": "auto"}

强制模式

强制模型调用特定工具：

{"tool_choice": {"type": "function", "function": {"name": "get_weather"}}}

禁用模式

禁止工具调用：

{"tool_choice": "none"}

8.1.6 并行调用

现代模型支持在单次响应中调用多个工具：

用户：告诉我北京和上海的天气

模型响应包含：
- get_weather(city="北京")
- get_weather(city="上海")

应用可以并行执行这些调用，提高效率。

8.1.7 函数调用与上下文工程

函数调用在上下文中的体现：

1. 工具定义：作为上下文的一部分传递给模型

2. 调用记录：工具调用历史成为对话上下文

3. 结果整合：工具结果需要合适地组织到上下文中

工具定义占用 Token，需要在能力丰富性和上下文效率之间平衡。