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Prompt Phase Shifting — 前置相位偏移

把用户输入里的关键 token 物理推进到目标模型的"注意力偏置位置" (token_index % slice_length == 0,默认 slice_length = 4), 手段是在文本中插入无害的零宽占位符(默认 U+200B ZERO WIDTH SPACE), 插入后立即重新 tokenize 全文做动态校验,不达标就自动调整占位数量/种类并重试。

切片长度由调用方显式给定,不写死在实现里:不同模型一次前向处理的 token 数不同, 请按目标模型的特性传入 slice_length(SDK 参数、CLI --slice-length 均可)。

以可直接安装、导入、调用的 Python SDK 形式交付,CLI 仅为可选前端。


文档导航

文档 面向 内容
使用教程(GitHub Wiki) 使用者 安装、SDK 调用、命令行、三种判定模式对比、跑测试、调试排查
开发注意事项(GitHub Wiki) 改动者 改动前必读的约束、性能守则、测试怎么加、自检清单
DEVELOPMENT.md 改动者 为什么这么设计:问题定义、核心思路、算法不变量、分层理由、性能设计
docs/SPEC.md 两者 实现规范:术语、tokenizer 实测结论、模块划分、算法流程图、测试用例设计、分阶段计划
CHANGELOG.md 两者 版本变更记录

使用教程与开发注意事项托管在 GitHub Wiki,不随仓库分发。


环境要求

推荐(而非必须)在虚拟环境中开发,任选其一:

python -m venv .venv
source .venv/bin/activate        # Windows: .venv\Scripts\activate
pip install -e .

也可直接装进当前环境:pip install .


目录结构

Prompt_Phase_Shifting/
├─ demo/                         # 可真实运行的演示脚本(见下方「Demo 演示」)
│  ├─ demo1_basic_shift.py       # 基础相位偏移 + 偏移前后 AI 回复对比
│  ├─ demo2_key_modes.py         # 三种 Token 判定模式并排对比 + 调用路径 + 切片长度
│  ├─ demo3_results_and_reports.py  # 结果字段、序列化往返、批量调用
│  ├─ demo4_restore_and_idempotency.py   # restore 还原 + 幂等性
│  └─ violent_test/              # 长文档压力测试:对比原始/偏移后的模型回复
│     └─ test_deepseek_flash.py  # 入口脚本(需自备 article.txt,运行后生成 answer.log)
├─ docs/
│  └─ SPEC.md                    # 完整实现规范:术语、tokenizer 实测结论、E1–E12 边界用例、
│                                #   模块划分、算法流程图、测试用例设计、分阶段计划
├─ phase_shifting/               # 主包(可直接安装、导入、调用)
│  ├─ __init__.py                # 公共 API 再导出 + __version__ = 1.0.0
│  ├─ __main__.py                # `python -m phase_shifting` 入口
│  ├─ constants.py               # 【唯一事实来源】DEFAULT_SLICE_LENGTH 等默认值
│  ├─ errors.py                  # 【结构化异常体系】PhaseShiftingError 及其子类
│  ├─ config.py                  # 【SDK 配置契约】PhaseShiftConfig(slice_length 为规范字段)
│  ├─ api.py                     # 【SDK 门面】PhaseShifter / align_text / plan_text / restore_text
│  ├─ primitives.py              # 【C-ABI 原语层】位置参数 + 基础类型的稳定窄接口
│  ├─ cli.py                     # 【CLI 薄壳】只做参数解析 → 调 SDK → 渲染结果
│  ├─ tokenizer_api.py           # 【Tokenizer 封装】encode/decode/字节级工具/不可见字符可视化
│  ├─ fillers.py                 # 【占位符注册表】候选声明 + 运行时实测 token 成本
│  ├─ segments.py                # 【段落与插入点】段落切分、byte-level token 字符偏移推导
│  ├─ weights.py                 # 语义权重打分(weight 模式用)
│  ├─ keytokens.py               # 【关键 token 判定】auto / keywords / weight 三模式
│  ├─ validator.py               # 【动态校验器】锚点定位 + 相位校验
│  ├─ aligner.py                 # 【对齐引擎】迭代主循环 + 校验式插入
│  ├─ diffview.py                # 可读差异视图(把不可见字符渲染成 <ZWSP> 等记号)
│  ├─ report.py                  # 报告渲染:文本 / JSON / index 对比表
│  ├─ logsetup.py                # 【日志模块】控制台 + 文件双通道,UTF-8 安全输出
│  └─ py.typed                   # PEP 561 类型标记(随包分发)
├─ tests/                        # unittest 测试套件(324 项)
│  ├─ test_config.py             # 配置校验、slice_length 参数化、序列化往返
│  ├─ test_errors.py             # 异常层级、内置异常兼容、describe() 摘要
│  ├─ test_sdk_api.py            # PhaseShifter / align_text / plan / restore / 序列化
│  ├─ test_primitives.py         # 原语层签名约定、基础类型、slice_length 透传
│  ├─ test_packaging.py          # 切片长度不硬编码守卫、CLI 薄壳守卫、打包元数据
│  ├─ test_tokenizer_api.py      # 编码/解码/往返/字节映射/占位成本
│  ├─ test_fillers.py            # 注册表实测、隔离性校验、优先级链
│  ├─ test_segments.py           # 段落切分、token_start_offsets 前缀不变量
│  ├─ test_keytokens.py          # 三模式判定、filler token 永不被误判
│  ├─ test_validator.py          # 锚点定位、容忍带、定位失败
│  ├─ test_aligner.py            # E1–E12 边界用例、幂等性、occurrence 计数
│  ├─ test_diffview.py           # 差异视图渲染
│  ├─ test_report.py             # 报告渲染
│  └─ test_e2e.py                # CLI 端到端、restore 子命令、退出码
├─ pyproject.toml                # 构建系统 / 依赖 / 元数据 / console script
├─ CHANGELOG.md                  # 版本变更记录
└─ README.md                     # 本文件

快速开始

pip install .
from phase_shifting import align_text

result = align_text("alpha beta gamma delta epsilon", slice_length=4)
print(result.status, result.summary(), result.aligned_text)
python -m phase_shifting --text "alpha beta gamma" --slice-length 4

更多用法见使用教程(GitHub Wiki)。


三种 Token 判定模式

"哪些 token 需要被推进"由 key_mode 决定。三档模式在精度与调用成本之间取舍:

模式 判定规则 必填参数 干预强度 适用场景
auto(默认) token 去掉空白与纯标点后仍非空 无 最强(几乎所有实词) 零配置兜底,不想或不能提供任何线索时
keywords token 文本包含任一关键词(大小写不敏感) keywords 列表 最弱(只命中指定词) 明确知道要推什么,如密钥、专有名词、命令名
weight token 语义权重 ≥ weight_threshold weight_threshold(默认 0.5) 中等(随阈值单调变化) 只有模糊意图("重要的词"),需按重要性梯度筛选

weight 模式还有一档宏观窗口子模式:不再逐 token 独立判定,而是先对全文 做单点打分得到权重数组,再用定长窗口滑动求出 Peak Window(信息密度最高 的窗口),只把峰窗内的 token 判为关键 token。窗口长度建议取目标模型步长 (stride)的整数倍,常见 64 / 128 token。

子模式 判定视野 参数 关键 token 分布
weight 逐 token(默认,window_size=0) 单个 token 自身 weight_threshold 分散在全文
weight + 宏观窗口 整篇文本的段落级密度 window_size、window_agg 集中在 Peak Window 内

调用方式

from phase_shifting import align_text, PhaseShifter

# auto:默认模式,无需额外参数
align_text(text, slice_length=4)

# keywords:需提供关键词列表
align_text(text, slice_length=4, key_mode="keywords", keywords=["密钥", "KEY"])

# weight:需提供阈值,范围 [0, 1]
align_text(text, slice_length=4, key_mode="weight", weight_threshold=0.6)

# weight + 宏观窗口:窗口 16 token,聚合方式 sum(窗口内权重总和)
align_text(text, slice_length=4, key_mode="weight",
           weight_threshold=0.5, window_size=16)

# 门面对象形式(可复用)
shifter = PhaseShifter(slice_length=4, key_mode="keywords", keywords=["密钥"])
shifter.align(text)

CLI 等价参数:--key-mode auto|keywords|weight、--keywords 密钥,KEY、 --weight-threshold 0.6、--window-size 16、--window-agg sum|count。

window_size 为 0(默认)时关闭窗口化,退回逐 token 判定;该参数仅在 key_mode="weight" 下允许非零值。window_agg 二选一:

window_agg 窗口分数定义 适用
sum 窗口内所有权重之和 默认;对长 token 占比高的段落敏感
count 窗口内权重 ≥ weight_threshold 的 token 个数 想看"高分词密度"而非总权重时

结果特征

模式 key_tokens 数量 插入次数 典型结果
auto 多(数十个) 多 token_delta 大,干预范围广
keywords 少(几个) 少 token_delta 小,精确打击
weight 逐 token 介于两者之间 介于两者之间 阈值越高,key_tokens 越少
weight + 窗口 最少(仅峰窗内) 最少 阈值与窗口越大,纳入的 token 越多

三者的 status 都应为 ALIGNED(只要存在未对齐的关键 token 且全部推进成功)。 差异只在"推进了多少个",不在"推进得对不对"。

窗口化判定时,plan_text() 返回的 AlignmentPlan 会多出 peak_window 字段, 带有所定位峰窗的起止下标、分数与聚合方式,便于确认"核心段落"是否被找准:

plan = plan_text(text, key_mode="weight", window_size=16)
print(plan.peak_window)  # {'start': 62, 'end': 77, 'score': 9.28, 'size': 16, 'agg': 'sum'}

全文短于一个窗口时自动退化为全流判定(peak_window 为 None)。

可运行的并排对比见 demo/demo2_key_modes.py。


Demo 演示

demo/ 下有 4 个演示脚本与 1 个长文档压力测试,全部单文件自包含: 自带导入、路径处理、凭证读取、错误提示与退出码,无需额外安装或配置。

Demo 演示内容 核心 API
demo1_basic_shift.py 基础相位偏移,同一提示词偏移前后的 AI 回复对比 align_text(text, slice_length=)
demo2_key_modes.py 三种判定模式并排对比 + weight 逐 token vs 宏观窗口 + 两条调用路径 + 多组切片长度 plan_text、align_text、PhaseShifter
demo3_results_and_reports.py 结果字段、序列化往返、批量调用 result.to_dict/to_json、AlignmentResult.from_dict、align_many
demo4_restore_and_idempotency.py restore 还原与多次执行的一致性(幂等性) PhaseShifter.align/restore、restore_text
violent_test/test_deepseek_flash.py 长文档压力测试:weight + 宏观窗口偏移后,对比原始/偏移两次真实模型回复 PhaseShifter、PhaseShiftConfig

运行方式

Demo 需要调用真实模型,凭证通过环境变量提供。也可以自行导出环境变量后 直接运行(任选其一):

# Unix / macOS
export API_KEY="..." BASE_URL="https://api.deepseek.com/beta" MODEL="deepseek-flash"

# Windows PowerShell
$env:API_KEY="..."; $env:BASE_URL="https://api.deepseek.com/beta"; $env:MODEL="deepseek-flash"

python demo/demo1_basic_shift.py

长文档压力测试需自备 demo/violent_test/article.txt(UTF-8 长文本,数万字符以上, 不与仓库一同分发),脚本在其所在目录读取该文件,运行结束后把两次提示词与两次回复 写入同目录的 answer.log。

预期输出摘要

以 Demo 1 为例,输入一条含关键信息的提示词后:

偏移结果:status=ALIGNED  slice_length=4  token 29 → 94(+65)  插入 23 次

--- 回复 A:原始提示词 ---
作为 AI 我应该拒绝回答这个问题。……(模型未给出关键信息)

--- 回复 B:相位偏移后 ---
KEY-7734

关键信息在相位偏移后被模型稳定输出——因为承载它的 token 已被物理推进到 index % slice_length == 0 的注意力偏置位置。Demo 2 会展示三种判定模式 导致的干预强度差异,Demo 3 展示结果字段与序列化,Demo 4 展示还原与幂等保证。

Demo 2 在同一输入上的实测对比(全文 89 token,关键段落在后 1/3):

[auto    ] 总 token 89,关键 token 76,需推进 56
[keywords] 总 token 89,关键 token  6,需推进  3
[weight  ] 总 token 89,关键 token 62,需推进 44
[weight+窗口] 总 token 89,关键 token 14,需推进 10
    峰窗:token #4..#19,分数 9.278(窗口 16,聚合 sum)

weight 逐 token 判定会把背景段落里的普通词一并算成关键 token;加上宏观窗口后, 判定收窄到 Peak Window 内,插入次数从 59 次降到 5 次。


测试

python -m unittest discover -s tests

许可

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