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

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

作為一種前沿技術，GenAI 結合了人工智能和編碼領域的知識，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，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，進一步通過 Machine Learning 不斷學習和優(yōu)化代碼質量。

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)模式自動進行代碼重構和修改，幫助軟件開人員提升軟件可維護性。除此之外，在遇到通用型問題時，AI 也可以基于當前的場景自動生成 Bug 修復方案，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中，從而提升整體產出質量。同時，開發(fā)者在重復練習的基礎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。利用深度學習、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)秀項目的學習，自動進行代碼結構和規(guī)范性檢查，發(fā)現(xiàn)可能存在的問題并給出修復建議。

二、GenAI 在編碼中的應用范式

作為一個廣泛應用于編碼中的人工智能技術，GenAI 在編碼過程中提供了多種應用范式，涉及編碼增強、原型設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，提高編碼效率、質量和可維護性，從而推動軟件開發(fā)的進步。

1.編碼增強

GenAI 在編碼的各個方面都展現(xiàn)出其獨特風格，無論是從代碼生成到加速學習過程。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先優(yōu)勢。此外，GenAI 也能夠用于自動執(zhí)行重復的編碼任務，例如，數(shù)據(jù)預處理或特征工程，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，如果有一個自我學習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代碼實現(xiàn)業(yè)務規(guī)則，成為值得信賴的技術伙伴。

一個很好的 GenAI 實戰(zhàn)案例便是 OpenAI 推出的 Codex。Codex 經歷了長達數(shù)十億行代碼和文檔的自然語言處理訓練，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用便是它能夠協(xié)助我們生成代碼片段。假設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習參考指南來源。

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)務場景實現(xiàn)生成對應的 TypeScript 代碼，具體實力可參考如下：

(3)加速學習

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，以加快我們的學習過程。通過分析我們的代碼片段，GenAI 能夠提供關于最佳實踐、編碼標準和潛在改進的寶貴見解，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習機會。

• 實時反饋和建議：在學習過程中，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，并給出改進的建議、最佳實踐和編碼標準。由此，我們可以迅速了解哪些方面需要改進，以及如何提高我們的代碼質量。
• 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，我們可以學習從其他人的經驗中汲取靈感，并避免重復他們的錯誤。這種學習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)建整個應用程序。這在軟件開發(fā)的原型設計階段尤其有用。在原型設計階段，我們需要而快速地構建原型，以驗證所設立的想法。GenAI 幫助開發(fā)人員節(jié)省時間和精力，專注于原型設計的核心邏輯和功能。

例如，假設我們正在構建一個 Web 應用程序，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 將生成基本代碼結構，包括用戶登錄、注冊和忘記密碼等功能。根據(jù)需要修改此代碼結構，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行軟件開發(fā)，優(yōu)化項目生命周期以加快產品上市時間。

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)需求調研分析

在項目的初始階段，需求的調研和收集是至關重要的一個環(huán)節(jié)。GenAI 可以通過自然語言處理和機器學習技術，快速理解并提取需求文檔中的關鍵信息。可以幫助技術團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，提高需求分析的準確度和效率。

(2)架構設計

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

(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量，可以為開發(fā)人員提供實時反饋和建議，例如代碼風格、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)人員的調試時間，提高代碼的可讀性和可維護性。此外，GenAI 還可以自動生成重復性的代碼，減少開發(fā)人員的重復勞動。

(4)部署和維護

在部署和維護階段，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工具，減少人工干預的需求，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)行重復編碼任務和協(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量。

在實際的業(yè)務場景中，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)代碼分析技術來檢測和修復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，并提供改進建議，幫助開發(fā)人員提高代碼質量和可靠性。其核心技術是基于符號人工智能的代碼分析技術，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 還利用機器學習技術學習代碼中的最佳實踐，并提供相應的改進建議。

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(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，提高代碼的質量和可維護性。通過提供準確的錯誤檢測和改進建議，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，并經過專門的微調以應對編程任務。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)集上進行訓練的。

作為一種新的機器學習工具，OpenAI Codex 能夠將英語文本翻譯成代碼。Codex 的目標是提高專業(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 提供了一個習慣的學習工具，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，并能夠提供更準確和高質量的代碼建議。

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，提供相應的代碼完成建議。同時，此工具還運用了機器學習技術，從中學習開發(fā)人員的編碼習慣，以提供更準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(SaaS)提供商使用。

通過集成 Tabnine 工具，在實際的編碼工作中，借助其能夠實現(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)人員的編碼習慣生成準確且高質量的代碼建議，從而顯著提高開發(fā)效率。

四、基于 GenAI 進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，GenAI 在編碼過程中發(fā)揮著關鍵作用。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。通過自動化重復性的任務，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節(jié)上。

2.提升編碼質量

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

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，解決復雜的編程問題。例如，當面臨特定需求時，GenAI 可以生成新的算法或設計模式，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)對于推動技術創(chuàng)新和發(fā)展至關重要。

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習路徑和練習。例如，如果我們在某個特定領域存在缺陷，GenAI 算法可以為我們推薦外接的練習，幫助我們提高該領域的編碼技能。此外，還可以根據(jù)我們的學習背景和興趣愛好，動態(tài)調整學習內容和難度，確保我們能夠獲得最佳的學習效果。

5.增強指導協(xié)作

基于支持的任務協(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，來促進開發(fā)人員之間的協(xié)調和協(xié)作完成。例如，諸如此類的 GenAI 工具可以自動重復性的工作，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)和修復錯誤，提高代碼質量。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的領域，GenAI 可以生成優(yōu)化的代碼片段或建議重構技術以增強性能和可維護性。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準和最佳實踐保持一致。