Hello folks，我是 Luga，今天我們來聊一下人工智能(AI)生態(tài)領(lǐng)域相關(guān)的技術(shù) - GenAI 。

面對日新月異的技術(shù)創(chuàng)新以及差異化的業(yè)務(wù)場景挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)的編碼方式已經(jīng)開始出現(xiàn)水土不服，難以完全應(yīng)對日益增長的訴求。與此同時，新興的通用 GenAI (人工智能技術(shù))具有極具潛力來滿足這一需求。

作為一種前沿技術(shù)，GenAI 結(jié)合了人工智能和編碼領(lǐng)域的知識，為開發(fā)者們提供了獨特的“協(xié)作”優(yōu)勢。通過利用 GenAI，開發(fā)人員可以獲得高效的編碼支持和創(chuàng)意靈感，以便更快、更智能地解決復(fù)雜的編程問題。

一、什么是 GenAI 以及對編碼效能的影響 ?

隨著科技的不斷創(chuàng)新，AI 在軟件開發(fā)過程中的應(yīng)用已日益成熟，其中最為代表的便是代碼生成式人工智能技術(shù)，從某種意義上來講，徹底改變了軟件開發(fā)模式的潛力。

通過對開發(fā)者需求的識別和理解，AI 在整個軟件開發(fā)生命周期可以參與各個環(huán)節(jié)，包括需求分析、設(shè)計、編碼、測試乃至運維部署。同時，還可以根據(jù)開發(fā)者提出的要求自動生成初步可運行的代碼，進(jìn)一步通過 Machine Learning 不斷學(xué)習(xí)和優(yōu)化代碼質(zhì)量。

與傳統(tǒng)的開發(fā)模式不同的是，無需從 “0” 開始，從而極大地提高了編碼效率。同時，AI 還可以根據(jù)歷史開發(fā)模式自動進(jìn)行代碼重構(gòu)和修改，幫助軟件開人員提升軟件可維護(hù)性。除此之外，在遇到通用型問題時，AI 也可以基于當(dāng)前的場景自動生成 Bug 修復(fù)方案，以供參考。

采用 AI 這一類型的智能輔助開發(fā)模式可以實現(xiàn)軟件工程的可復(fù)用性。更重要的是，AI 可以最大限度地發(fā)揮開發(fā)人員的核心創(chuàng)造力，允許其將時間更多地投入到更高級的任務(wù)中，從而提升整體產(chǎn)出質(zhì)量。同時，開發(fā)者在重復(fù)練習(xí)的基礎(chǔ)上也可以快速提升自身技能水平。

那么，什么是 GenAI ?以及對編碼效能的影響 ?

通常來講，GenAI 是一種新型的代碼生成式人工智能技術(shù)。利用深度學(xué)習(xí)、自然語言處理以及其他人工智能算法和模型，可以全面參與和優(yōu)化軟件開發(fā)生命周期中的各個環(huán)節(jié)。

具體來說，GenAI 可以根據(jù)開發(fā)者所提供的自然語言或者圖形化接口描述，自動生成初步可運行的代碼框架和函數(shù)骨架。同時，還可以通過對大量歷史優(yōu)秀項目的學(xué)習(xí)，自動進(jìn)行代碼結(jié)構(gòu)和規(guī)范性檢查，發(fā)現(xiàn)可能存在的問題并給出修復(fù)建議。

二、GenAI 在編碼中的應(yīng)用范式

作為一個廣泛應(yīng)用于編碼中的人工智能技術(shù)，GenAI 在編碼過程中提供了多種應(yīng)用范式，涉及編碼增強、原型設(shè)計以及軟件生命周期優(yōu)化等。基于這些范式為開發(fā)人員提供了強大的工具和技術(shù)，提高編碼效率、質(zhì)量和可維護(hù)性，從而推動軟件開發(fā)的進(jìn)步。

1.編碼增強

GenAI 在編碼的各個方面都展現(xiàn)出其獨特風(fēng)格，無論是從代碼生成到加速學(xué)習(xí)過程。GenAI 可用于生成代碼模板、框架和庫，為開發(fā)人員在其項目中提供領(lǐng)先優(yōu)勢。此外，GenAI 也能夠用于自動執(zhí)行重復(fù)的編碼任務(wù)，例如，數(shù)據(jù)預(yù)處理或特征工程，從而釋放開發(fā)人員的時間來專注于更復(fù)雜的問題解決。

(1)代碼生成引擎

GenAI 帶來的影響不容小覷。想象一下，如果有一個自我學(xué)習(xí)能力極強的智能助手，它不僅可以熟練掌握各種主流編程語言，更深入理解不同類型項目的開發(fā)模式。我們只需向它描述需求，它便可以高效生成初版框架和精細(xì)代碼實現(xiàn)業(yè)務(wù)規(guī)則，成為值得信賴的技術(shù)伙伴。

一個很好的 GenAI 實戰(zhàn)案例便是 OpenAI 推出的 Codex。Codex 經(jīng)歷了長達(dá)數(shù)十億行代碼和文檔的自然語言處理訓(xùn)練，使其具備了精湛的編程能力，不僅可以理解開發(fā)者的語意，并以自然語言回答疑問，更可以直接生成多種語言干凈整潔的代碼片段實現(xiàn)相應(yīng)功能。

參考示例如下所示：

(2)代碼片段協(xié)助

GenAI 在編碼效能提升方面的另一個核心應(yīng)用便是它能夠協(xié)助我們生成代碼片段。假設(shè)我們正在努力嘗試解決某個特定的函數(shù)或算法的場景使用，我們可以用簡單的語言簡單描述所期望實現(xiàn)的需求，GenAI 工具可以生成相應(yīng)的代碼片段。從而不僅為我們節(jié)省了時間，而且還提供了一種寶貴的學(xué)習(xí)參考指南來源。

打個比方，如果我們需要實現(xiàn)某一特定的業(yè)務(wù)功能序，那么，我們可以簡單地向 GenAI 工具描述所要實現(xiàn)的場景需要，此時，GenAI 工具，例如 GitHub Copilot 將為我們的業(yè)務(wù)場景實現(xiàn)生成對應(yīng)的 TypeScript 代碼，具體實力可參考如下：

(3)加速學(xué)習(xí)

作為開發(fā)人員，我們能夠利用 GenAI 的強大功能來獲得實時反饋和建議，以加快我們的學(xué)習(xí)過程。通過分析我們的代碼片段，GenAI 能夠提供關(guān)于最佳實踐、編碼標(biāo)準(zhǔn)和潛在改進(jìn)的寶貴見解，從而幫助我們更快速、高效地提升我們的編碼技能。

在實際的業(yè)務(wù)場景中，我們可以利用 GenAI 所支持的各種特性功能，即時獲取與我們的代碼相關(guān)的反饋信息。這些反饋可以幫助我們識別和糾正錯誤，提高代碼的效率，從而使得我們能夠從現(xiàn)有的代碼庫中獲得更多的學(xué)習(xí)機會。

• 實時反饋和建議：在學(xué)習(xí)過程中，我們可以將編寫的代碼片段輸入 GenAI，并獲得實時反饋和建議。GenAI 可以分析我們所編寫的代碼，并給出改進(jìn)的建議、最佳實踐和編碼標(biāo)準(zhǔn)。由此，我們可以迅速了解哪些方面需要改進(jìn)，以及如何提高我們的代碼質(zhì)量。
• 代碼審查工具：GenAI 提供了代碼審查工具，我們可以將代碼提交給它進(jìn)行審查。GenAI 能夠自動檢查我們的代碼，幫助發(fā)現(xiàn)潛在的錯誤、低效率或不規(guī)范的編碼實踐。通過及時發(fā)現(xiàn)和糾正這些問題，我們可以更好地理解和掌握編程語言或框架的要點。
• 編碼模式和最佳實踐：GenAI 可以分析大量的代碼存儲庫，并提供關(guān)于編碼模式和最佳實踐的見解。通過研究這些見解，我們可以學(xué)習(xí)從其他人的經(jīng)驗中汲取靈感，并避免重復(fù)他們的錯誤。這種學(xué)習(xí)方式可以幫助我們快速掌握編程語言或框架的核心概念和最佳實踐。

2.原型設(shè)計

GenAI 不僅限于生成代碼片段，還可以幫助我們創(chuàng)建整個應(yīng)用程序。這在軟件開發(fā)的原型設(shè)計階段尤其有用。在原型設(shè)計階段，我們需要而快速地構(gòu)建原型，以驗證所設(shè)立的想法。GenAI 幫助開發(fā)人員節(jié)省時間和精力，專注于原型設(shè)計的核心邏輯和功能。

例如，假設(shè)我們正在構(gòu)建一個 Web 應(yīng)用程序，需要創(chuàng)建一個簡單的登錄系統(tǒng)。我們可以使用 GenAI 來描述用戶身份驗證過程。GenAI 將生成基本代碼結(jié)構(gòu)，包括用戶登錄、注冊和忘記密碼等功能。根據(jù)需要修改此代碼結(jié)構(gòu)，以滿足我們的特定需求。

使用 GenAI，我們可以更快速、更輕松地創(chuàng)建原型，從而可以幫助我們更有效地進(jìn)行軟件開發(fā)，優(yōu)化項目生命周期以加快產(chǎn)品上市時間。

3.軟件生命周期優(yōu)化

在實際的項目開發(fā)活動中，GenAI 不僅僅是一個代碼生成器，它還可以在簡化整個軟件開發(fā)生命周期(SDLC)的各個階段中發(fā)揮至為關(guān)鍵作用。接下來，我們來簡要解析一下GenAI 在 SDLC 各個階段中的用武之地：

(1)需求調(diào)研分析

在項目的初始階段，需求的調(diào)研和收集是至關(guān)重要的一個環(huán)節(jié)。GenAI 可以通過自然語言處理和機器學(xué)習(xí)技術(shù)，快速理解并提取需求文檔中的關(guān)鍵信息。可以幫助技術(shù)團(tuán)隊分析和理解項目需求，從而有助于減少人工分析的工作量，提高需求分析的準(zhǔn)確度和效率。

(2)架構(gòu)設(shè)計

在此架構(gòu)及設(shè)計階段，GenAI 可以幫助根據(jù)所描述的功能創(chuàng)建初始設(shè)計和架構(gòu)大綱以及提供設(shè)計模式和最佳實踐的建議。通過分析大量的代碼庫和設(shè)計模式，GenAI 能夠為技術(shù)團(tuán)隊提供設(shè)計決策的參考和指導(dǎo)。此外，GenAI 可以檢測潛在的設(shè)計問題，并根據(jù)最佳實踐提供優(yōu)化建議，從而幫助團(tuán)隊設(shè)計出更高質(zhì)量、可擴(kuò)展和可維護(hù)的軟件架構(gòu)。

(3)開發(fā)測試

在此階段中，GenAI 能夠加速編碼過程并提高代碼質(zhì)量，可以為開發(fā)人員提供實時反饋和建議，例如代碼風(fēng)格、錯誤檢查、自動化測試和性能優(yōu)化，從而有助于減少開發(fā)人員的調(diào)試時間，提高代碼的可讀性和可維護(hù)性。此外，GenAI 還可以自動生成重復(fù)性的代碼，減少開發(fā)人員的重復(fù)勞動。

(4)部署和維護(hù)

在部署和維護(hù)階段，GenAI 能夠幫助我們自動化部署過程，并提供監(jiān)控和故障排除的支持。同時，GenAI 能夠分析日志數(shù)據(jù)、檢測問題并提供解決方案，并通過自動化和智能化的維護(hù)工具，減少人工干預(yù)的需求，提高系統(tǒng)的可用性和穩(wěn)定性。

三、常用 GenAI 工具簡要解析

通常來講，GenAI 可以通過為開發(fā)人員提供智能代碼建議、自動執(zhí)行重復(fù)編碼任務(wù)和協(xié)助代碼現(xiàn)代化來提高編碼技能。通過利用 GenAI，開發(fā)人員可以更高效地編寫代碼、減少錯誤并提高代碼的整體質(zhì)量。

在實際的業(yè)務(wù)場景中，有多種 GenAI 工具和平臺可滿足不同的編碼需求，以提供智能代碼完成、代碼生成和代碼重構(gòu)建議等功能。以下是一些流行的 GenAI 工具：

1.DeepCode

作為一個基于人工智能的代碼分析和優(yōu)化平臺，DeepCode 利用靜態(tài)代碼分析技術(shù)來檢測和修復(fù)代碼中的錯誤和漏洞。DeepCode 能夠識別語法錯誤、邏輯問題和潛在的安全漏洞，并提供改進(jìn)建議，幫助開發(fā)人員提高代碼質(zhì)量和可靠性。其核心技術(shù)是基于符號人工智能的代碼分析技術(shù)，具備理解代碼語法和語義的能力，從而能夠識別代碼中的潛在錯誤和漏洞。此外，DeepCode 還利用機器學(xué)習(xí)技術(shù)學(xué)習(xí)代碼中的最佳實踐，并提供相應(yīng)的改進(jìn)建議。

DeepCode AI 支持多種編程語言，包括 Python、Java、C/C++、JavaScript 等。開發(fā)人員可以將 DeepCode 集成到他們的集成開發(fā)環(huán)境(IDE)中，也可以選擇將其作為獨立的軟件即服務(wù)(SaaS)提供者使用。

深度集成 DeepCode AI 能夠幫助開發(fā)人員更早地發(fā)現(xiàn)和解決代碼中的問題，提高代碼的質(zhì)量和可維護(hù)性。通過提供準(zhǔn)確的錯誤檢測和改進(jìn)建議，DeepCode AI 可以節(jié)省開發(fā)時間并減少潛在的漏洞和錯誤。

2.Codex

OpenAI Codex 作為 GPT-3 的直系后代，并經(jīng)過專門的微調(diào)以應(yīng)對編程任務(wù)。由于對代碼使用方式有廣泛的使用和了解，Codex 在代碼生成方面比 GPT-3 更為強大。其中一部分原因是在包含更多集中的公共源代碼的數(shù)據(jù)集上進(jìn)行訓(xùn)練的。

作為一種新的機器學(xué)習(xí)工具，OpenAI Codex 能夠?qū)⒂⒄Z文本翻譯成代碼。Codex 的目標(biāo)是提高專業(yè)人才的工作效率，并幫助編碼的業(yè)余愛好者入門。

OpenAI Codex 的出現(xiàn)旨在通過智能的代碼生成和理解，加速專業(yè)程序員的工作流程。由于能夠根據(jù)自然語言描述或問題，生成對應(yīng)的代碼片段，因此，在某種意義上， Codex 可以幫助程序員更快地實現(xiàn)想法和解決問題。針對編程入門人員，Codex 提供了一個習(xí)慣的學(xué)習(xí)工具，可以通過自然語言交互，逐步理解編程概念和語法。

OpenAI Codex 的訓(xùn)練數(shù)據(jù)集包含大量的公共源代碼，其配備了對編程語言和實例的深入理解，從而使得 Codex 在生成代碼方面表現(xiàn)更加出色，并能夠提供更準(zhǔn)確和高質(zhì)量的代碼建議。

3.Tabnine

Tabnine AI 是一款專注于開發(fā)基于自然語言處理的代碼完成工具，旨在幫助開發(fā)人員提高編碼效率。Tabnine AI 核心技術(shù)是基于自然語言處理，具備理解代碼的語法和語義的能力，能夠根據(jù)開發(fā)人員的輸入，提供相應(yīng)的代碼完成建議。同時，此工具還運用了機器學(xué)習(xí)技術(shù)，從中學(xué)習(xí)開發(fā)人員的編碼習(xí)慣，以提供更準(zhǔn)確和個性化的代碼建議。

Tabnine AI 適用于多種編程語言，包括 Python、Java、C/C++、JavaScript 等。我們可以將此工具集成到我們的集成開發(fā)環(huán)境(IDE)中，也可以選擇將其作為獨立的軟件即服務(wù)(SaaS)提供商使用。

通過集成 Tabnine 工具，在實際的編碼工作中，借助其能夠?qū)崿F(xiàn)智能的代碼補全功能，極大地提高編碼速度并減少輸入錯誤。此外，Tabnine 工具能夠根據(jù)上下文和開發(fā)人員的編碼習(xí)慣生成準(zhǔn)確且高質(zhì)量的代碼建議，從而顯著提高開發(fā)效率。

四、基于 GenAI 進(jìn)行編碼效能的價值及意義

通常而言，作為一項令人振奮的技術(shù)，GenAI 在編碼過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。不僅可以提高開發(fā)人員的編碼效率，還可以提升編碼質(zhì)量，并激發(fā)創(chuàng)意和靈感。具體價值優(yōu)勢體現(xiàn)在如下層面：

1.提升編碼效能

首先，GenAI 能夠顯著提高編碼的效率。通過自動化重復(fù)性的任務(wù)，如代碼生成和錯誤檢查，GenAI 可以幫助開發(fā)人員節(jié)省大量的時間和精力。無論是根據(jù)需求自動生成代碼，還是發(fā)現(xiàn)和修復(fù)代碼中的錯誤，GenAI 都能為開發(fā)人員提供有力的支持。這使得開發(fā)人員能夠更專注于核心的創(chuàng)意和解決方案，而不必花費過多時間在繁瑣的編碼細(xì)節(jié)上。

2.提升編碼質(zhì)量

除了上述的效能外，在編碼的質(zhì)量方面，GenAI 也能夠發(fā)揮其價值優(yōu)勢。GenAI 能夠進(jìn)行代碼分析，并給出優(yōu)化建議，幫助開發(fā)人員發(fā)現(xiàn)和修復(fù)潛在的錯誤。通過分析代碼的結(jié)構(gòu)和邏輯，GenAI 可以指出改進(jìn)的方向，從而提高代碼的競爭力和可維護(hù)性。這對于保持代碼的健康和可靠性至關(guān)重要，同時也有助于提高團(tuán)隊的整體效率。

3.激發(fā)創(chuàng)新靈感

此外，GenAI 還能夠激發(fā)編碼的靈感。具備生成新的編碼創(chuàng)意和思路的能力，幫助開發(fā)人員突破傳統(tǒng)的思維定式，解決復(fù)雜的編程問題。例如，當(dāng)面臨特定需求時，GenAI 可以生成新的算法或設(shè)計模式，為開發(fā)人員提供全新的解決方案。這種創(chuàng)意的激發(fā)和啟發(fā)對于推動技術(shù)創(chuàng)新和發(fā)展至關(guān)重要。

4.個性化體驗

人工智能算法可以分析我們的編碼模式、優(yōu)點和缺點，從而為我們提供個性化的學(xué)習(xí)路徑和練習(xí)。例如，如果我們在某個特定領(lǐng)域存在缺陷，GenAI 算法可以為我們推薦外接的練習(xí)，幫助我們提高該領(lǐng)域的編碼技能。此外，還可以根據(jù)我們的學(xué)習(xí)背景和興趣愛好，動態(tài)調(diào)整學(xué)習(xí)內(nèi)容和難度，確保我們能夠獲得最佳的學(xué)習(xí)效果。

5.增強指導(dǎo)協(xié)作

基于支持的任務(wù)協(xié)作工具可以通過自動化實踐某些、提出解決方案和推廣最佳方案，來促進(jìn)開發(fā)人員之間的協(xié)調(diào)和協(xié)作完成。例如，諸如此類的 GenAI 工具可以自動重復(fù)性的工作，例如審查代碼和部署，從而節(jié)省開發(fā)人員的時間和精力。同時，這些工具還能夠提供實時反饋和建議，幫助開發(fā)人員發(fā)現(xiàn)和修復(fù)錯誤，提高代碼質(zhì)量。此外，這些工具還可以幫助開發(fā)人員共享最佳工具實踐，促進(jìn)知識交流。

除此之外，GenAI 可以幫助開發(fā)人員實現(xiàn)現(xiàn)有代碼庫的現(xiàn)代化。通過分析代碼并確定需要改進(jìn)的領(lǐng)域，GenAI 可以生成優(yōu)化的代碼片段或建議重構(gòu)技術(shù)以增強性能和可維護(hù)性。這使開發(fā)人員能夠保持其代碼庫最新并與最新的編碼標(biāo)準(zhǔn)和最佳實踐保持一致。