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快速入门 (Quickstart)

本快速入门演示了如何使用 LangGraph 的 Graph API 或 Functional API 构建一个计算器智能体。

有关概念性信息，请参阅 Graph API 概述 和 Functional API 概述。

对于此示例，您需要设置一个 Claude (Anthropic) 账户并获取 API 密钥。然后，在您的终端中设置 ANTHROPIC_API_KEY 环境变量。

使用 Graph API (Use the Graph API)
使用 Functional API (Use the Functional API)

1. 定义工具和模型 (Define tools and model) ​

在此示例中，我们将使用 Claude Sonnet 4.5 模型，并定义用于加法、乘法和除法的工具。

python
from langchain.tools import tool
from langchain.chat_models import init_chat_model

model = init_chat_model(
    "claude-sonnet-4-5-20250929",
    temperature=0
)

# 定义工具
@tool
def multiply(a: int, b: int) -> int:
    """将 `a` 和 `b` 相乘。

    参数：
        a: 第一个整数
        b: 第二个整数
    """
    return a * b

@tool
def add(a: int, b: int) -> int:
    """将 `a` 和 `b` 相加。

    参数：
        a: 第一个整数
        b: 第二个整数
    """
    return a + b

@tool
def divide(a: int, b: int) -> float:
    """将 `a` 除以 `b`。

    参数：
        a: 第一个整数
        b: 第二个整数
    """
    return a / b

# 为 LLM 绑定工具
tools = [add, multiply, divide]
tools_by_name = {tool.name: tool for tool in tools}
model_with_tools = model.bind_tools(tools)

2. 定义状态 (Define state) ​

图的状态用于存储消息和 LLM 调用次数。

LangGraph 中的状态在智能体执行期间持续存在。

使用 operator.add 的 Annotated 类型确保新消息被追加到现有列表中，而不是替换它。

python
from langchain.messages import AnyMessage
from typing_extensions import TypedDict, Annotated
import operator

class MessagesState(TypedDict):
    messages: Annotated[list[AnyMessage], operator.add]
    llm_calls: int

3. 定义模型节点 (Define model node) ​

模型节点用于调用 LLM 并决定是否调用工具。

python
from langchain.messages import SystemMessage

def llm_call(state: dict):
    """LLM 决定是否调用工具"""

    return {
        "messages": [
            model_with_tools.invoke(
                [
                    SystemMessage(
                        content="You are a helpful assistant tasked with performing arithmetic on a set of inputs."
                    )
                ]
                + state["messages"]
            )
        ],
        "llm_calls": state.get('llm_calls', 0) + 1
    }

4. 定义工具节点 (Define tool node) ​

工具节点用于调用工具并返回结果。

python
from langchain.messages import ToolMessage

def tool_node(state: dict):
    """执行工具调用"""

    result = []
    for tool_call in state["messages"][-1].tool_calls:
        tool = tools_by_name[tool_call["name"]]
        observation = tool.invoke(tool_call["args"])
        result.append(ToolMessage(content=observation, tool_call_id=tool_call["id"]))
    return {"messages": result}

5. 定义结束逻辑 (Define end logic) ​

条件边函数用于根据 LLM 是否进行了工具调用来路由到工具节点或结束。

python
from typing import Literal
from langgraph.graph import StateGraph, START, END

def should_continue(state: MessagesState) -> Literal["tool_node", END]:
    """根据 LLM 是否进行了工具调用来决定是继续循环还是停止"""

    messages = state["messages"]
    last_message = messages[-1]

    # 如果 LLM 进行了工具调用，则执行操作
    if last_message.tool_calls:
        return "tool_node"

    # 否则，我们停止（回复用户）
    return END

6. 构建并编译智能体 (Build and compile the agent) ​

智能体使用 StateGraph 类构建，并使用 compile 方法编译。

python
# 构建工作流
agent_builder = StateGraph(MessagesState)

# 添加节点
agent_builder.add_node("llm_call", llm_call)
agent_builder.add_node("tool_node", tool_node)

# 添加边以连接节点
agent_builder.add_edge(START, "llm_call")
agent_builder.add_conditional_edges(
    "llm_call",
    should_continue,
    ["tool_node", END]
)
agent_builder.add_edge("tool_node", "llm_call")

# 编译智能体
agent = agent_builder.compile()

# 显示智能体
from IPython.display import Image, display
display(Image(agent.get_graph(xray=True).draw_mermaid_png()))

# 调用
from langchain.messages import HumanMessage
messages = [HumanMessage(content="Add 3 and 4.")]
messages = agent.invoke({"messages": messages})
for m in messages["messages"]:
    m.pretty_print()

要了解如何使用 LangSmith 追踪您的智能体，请参阅 LangSmith 文档。

恭喜！您已使用 LangGraph Graph API 构建了您的第一个智能体。

完整代码示例 (Full code example)
python
# 步骤 1: 定义工具和模型

from langchain.tools import tool
from langchain.chat_models import init_chat_model

model = init_chat_model(
    "claude-sonnet-4-5-20250929",
    temperature=0
)

# 定义工具
@tool
def multiply(a: int, b: int) -> int:
    """将 `a` 和 `b` 相乘。

    参数：
        a: 第一个整数
        b: 第二个整数
    """
    return a * b

@tool
def add(a: int, b: int) -> int:
    """将 `a` 和 `b` 相加。

    参数：
        a: 第一个整数
        b: 第二个整数
    """
    return a + b

@tool
def divide(a: int, b: int) -> float:
    """将 `a` 除以 `b`。

    参数：
        a: 第一个整数
        b: 第二个整数
    """
    return a / b

# 为 LLM 绑定工具
tools = [add, multiply, divide]
tools_by_name = {tool.name: tool for tool in tools}
model_with_tools = model.bind_tools(tools)

# 步骤 2: 定义状态

from langchain.messages import AnyMessage
from typing_extensions import TypedDict, Annotated
import operator

class MessagesState(TypedDict):
    messages: Annotated[list[AnyMessage], operator.add]
    llm_calls: int

# 步骤 3: 定义模型节点
from langchain.messages import SystemMessage

def llm_call(state: dict):
    """LLM 决定是否调用工具"""

    return {
        "messages": [
            model_with_tools.invoke(
                [
                    SystemMessage(
                        content="You are a helpful assistant tasked with performing arithmetic on a set of inputs."
                    )
                ]
                + state["messages"]
            )
        ],
        "llm_calls": state.get('llm_calls', 0) + 1
    }

# 步骤 4: 定义工具节点

from langchain.messages import ToolMessage

def tool_node(state: dict):
    """执行工具调用"""

    result = []
    for tool_call in state["messages"][-1].tool_calls:
        tool = tools_by_name[tool_call["name"]]
        observation = tool.invoke(tool_call["args"])
        result.append(ToolMessage(content=observation, tool_call_id=tool_call["id"]))
    return {"messages": result}

# 步骤 5: 定义决定是否结束的逻辑

from typing import Literal
from langgraph.graph import StateGraph, START, END

# 条件边函数，根据 LLM 是否进行了工具调用来路由到工具节点或结束
def should_continue(state: MessagesState) -> Literal["tool_node", END]:
    """根据 LLM 是否进行了工具调用来决定是继续循环还是停止"""

    messages = state["messages"]
    last_message = messages[-1]

    # 如果 LLM 进行了工具调用，则执行操作
    if last_message.tool_calls:
        return "tool_node"

    # 否则，我们停止（回复用户）
    return END

# 步骤 6: 构建智能体

# 构建工作流
agent_builder = StateGraph(MessagesState)

# 添加节点
agent_builder.add_node("llm_call", llm_call)
agent_builder.add_node("tool_node", tool_node)

# 添加边以连接节点
agent_builder.add_edge(START, "llm_call")
agent_builder.add_conditional_edges(
    "llm_call",
    should_continue,
    ["tool_node", END]
)
agent_builder.add_edge("tool_node", "llm_call")

# 编译智能体
agent = agent_builder.compile()

from IPython.display import Image, display
# 显示智能体
display(Image(agent.get_graph(xray=True).draw_mermaid_png()))

# 调用
from langchain.messages import HumanMessage
messages = [HumanMessage(content="Add 3 and 4.")]
messages = agent.invoke({"messages": messages})
for m in messages["messages"]:
    m.pretty_print()

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