使用工具處理結構化資料

在本課程的前面部分，我們介紹了如何使用訊息預填和停止序列從 Claude 獲取結構化輸出。雖然這種方法效果良好且易於設置，但我們可以使用工具獲得更可靠的輸出。這種方法實施起來更複雜，但在提取像 JSON 這樣的結構化資料時，它提供了更好的一致性。

為什麼要學習這兩種方法？

您可能會想，如果工具更可靠，為什麼我們不直接從工具開始。答案很簡單：工具需要更多的設置和複雜性。同時擁有這兩種技術可以為您提供靈活性——有時您會想要快速的基於提示的方法，有時您則需要工具所提供的可靠性。

基於工具的結構化輸出如何運作

核心概念很簡單：不是要求 Claude 將其回應格式化為 JSON，而是建立一個工具，其輸入參數與您想要提取的資料的確切結構相符。然後 Claude 會使用提取的資料作為參數來「呼叫」這個工具。

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以下是這個過程：

1. 撰寫一個描述您想要的資料結構的 JSON schema
2. 建立一個以該 schema 作為其輸入規格的工具
3. 將您的資料和工具 schema 傳送給 Claude
4. 使用 toolChoice 參數強制 Claude 使用該工具
5. 從工具呼叫參數中提取結構化資料

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流程如下：您的伺服器傳送一個提示，要求 Claude 分析資料並呼叫特定的工具。Claude 會回應一個包含提取出的 JSON 資料的工具使用訊息。此時，您只需取得資料並結束對話——不需要後續操作。

控制工具使用

在使用工具進行結構化輸出時，您希望確保 Claude 使用您的提取工具。toolChoice 參數為您提供三個選項：

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• {"toolChoice": {"auto": {}}} - 模型自行決定是否需要使用工具（預設值）
• {"toolChoice": {"any": {}}} - 模型必須使用工具，但可以選擇使用哪一個
• {"toolChoice": {"tool": {"name": "tool-name"}}} - 模型必須使用指定的工具

對於結構化輸出，您幾乎總是會想要第三個選項，以確保 Claude 使用您的提取工具。

實際範例

假設您想從一篇文章中提取標題、作者和關鍵主題。首先，您需要建立一個工具 schema：

article_details_schema = {
    "toolSpec": {
        "name": "article_details",
        "description": "Extracts key information from an article",
        "inputSchema": {
            "json": {
                "type": "object",
                "properties": {
                    "title": {
                        "type": "string",
                        "description": "The title of the article"
                    },
                    "author": {
                        "type": "string", 
                        "description": "The author's name"
                    },
                    "topics": {
                        "type": "array",
                        "items": {"type": "string"},
                        "description": "List of key topics mentioned"
                    }
                },
                "required": ["title", "author", "topics"]
            }
        }
    }
}

然後您會呼叫 Claude，傳入您的資料並強制它使用該工具。我們的 chat 輔助函式直接將工具名稱作為其 tool_choice 參數，因此您不必自己建構巢狀的 toolChoice 物件：

messages = []
add_user_message(messages, f"""
Analyze the article below and extract key data. Then call the article_details tool.

<article_text>
{article_text}
</article_text>
""")

result = chat(messages, tools=[article_details_schema], tool_choice="article_details")

Claude 會回應一個工具使用訊息，其中包含以您指定的確切格式提取的資料。工具呼叫參數將包含您的結構化 JSON 資料，可直接在您的應用程式中使用。

主要優點

• 比基於提示的提取更可靠
• 保證符合您的 schema 的結構
• 不需要訊息預填或停止序列
• 透過工具 schema 內建驗證

主要的取捨在於複雜性——您需要撰寫詳細的 schema 並處理工具回應。但當您需要一致、可靠的結構化輸出時，工具就是正確的選擇。