【科技友瘋狂】LangChain 入門教學：打造你自己的 ChatGPT 工具型應用
想打造自己的聊天機器人？
想整合 GPT 模型、資料庫與工具行為？
你可能聽過 OpenAI API，但如果你想做得更深、更快、更強，LangChain 就是你不能錯過的開源框架。
LangChain 是一套專為 LLM 應用設計的 Python 套件，能幫助你快速串接模型、記憶庫、檔案系統、工具功能，進而打造出真正可用的 AI 系統。
一、LangChain 是什麼？
LangChain 是一個開源框架，主要用於建構大型語言模型驅動的應用程式。
它可以幫你處理以下難題：
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如何串接模型（如 OpenAI、Anthropic、Cohere）
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如何加入長期記憶（如使用向量資料庫）
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如何讓 AI 學會使用工具（執行指令、查資料）
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如何串接資料來源（PDF、網頁、資料庫）
簡單來說，LangChain 就像是你開發 LLM 應用的工程骨架與大腦橋樑。
二、LangChain 可以做什麼？
以下是 LangChain 實際應用場景：
| 應用類型 | 說明 |
|---|---|
| 聊天機器人 | 多輪對話、可記憶上下文 |
| 文件問答系統 | 上傳 PDF 或筆記資料庫，讓 AI 回答問題 |
| Agent 工具 | 結合模型 + 工具（如搜尋引擎、計算機） |
| Chat with Data | 與 CSV、SQL、Notion 等資料互動 |
| AI 工作流程 | 串接多步驟的思考與執行邏輯（Chain of Thought） |
三、安裝與基本架構
安裝 LangChain：
pip install langchain openai
建立一個最基本的 Chain：
from langchain.chat_models import ChatOpenAI
from langchain.chains import SimpleSequentialChain
from langchain.prompts import PromptTemplate
llm = ChatOpenAI(model="gpt-3.5-turbo")
template = PromptTemplate.from_template("請翻譯這段話為英文：{input}")
chain = SimpleSequentialChain(llm=llm, prompt=template)
print(chain.run("我想學 LangChain"))
這就是最簡的 Prompt → Response 流程，你可以將它視為「LLM 對話 API 包裝器」，但可擴充性極高。
四、進階功能：讓 AI 學會「使用工具」
LangChain 中有一個核心概念叫做 Agent，也就是「可以根據需求選擇工具的 AI」。
例如你可以讓 LLM 自動選擇：
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Google 搜尋工具
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計算數學的函式
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查詢 SQL 資料表
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回答來自文件的知識
使用工具範例：
from langchain.agents import initialize_agent, load_tools
llm = ChatOpenAI(temperature=0)
tools = load_tools(["llm-math"], llm=llm)
agent = initialize_agent(tools, llm, agent="zero-shot-react-description", verbose=True)
agent.run("計算 78 的平方根")
AI 會分析你的問題，然後自動選擇「數學工具」來運算，再回答結果。
五、與資料互動：Retrieval-Augmented QA
你可以用 LangChain 輕鬆打造一個「上傳 PDF → 開始問答」的系統：
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把文件切割成段落
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建立向量索引（用 FAISS / Chroma）
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將使用者提問轉為查詢
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LLM 回答與之最相關的資料
這就是所謂的 RAG（檢索增強生成） 應用，LangChain 幾行程式就能搞定。
六、LangChain 的技術架構概念
LangChain 分成幾個模組：
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LLM（模型層）：串接 GPT、Anthropic、Cohere…
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PromptTemplates：用來格式化輸入
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Chains：多步驟推理流程
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Agents：具備決策能力的 AI（可選工具）
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Memory：對話歷史記憶管理
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Tools：自定義外部功能（查天氣、查股票）
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VectorStore：記憶資料庫（用於搜尋與檢索）
這些組件可以自由組合成你要的 AI 應用架構。
七、結語：LangChain 是未來 AI 開發者的工具箱
如果你：
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想超越簡單的 GPT 回答
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想整合多種 AI 模型與資料來源
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想做自己的 AI 機器人、助手、分析工具
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想加入 Agent 應用與 RAG 技術的世界
那麼 LangChain 會是你不可或缺的第一把工具。
從今天開始，寫下你第一個 AI Chain，真正成為「會寫 AI 應用的開發者」。
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