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Prompt Engineering Dspy
ASecurityConstrua sistemas de IA complexos com programação declarativa, otimize prompts automaticamente, crie sistemas RAG modulares e agentes com DSPy - framework de Programação Sistemática de Modelos de Linguagem da Stanford NLP
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- Added September 8, 2026
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Security analysis
96/100- Installs packages at runtime which could introduce malicious dependencies
Pro scans all 4 files and shows the line behind each finding
npx -y skills add artubss/SKILLS-CLAUDE-CODE --skill prompt-engineering-dspy --agent claude-codeAre you the author of Prompt Engineering Dspy?
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[](https://www.skillsdirectory.com/skills/artubss-prompt-engineering-dspy)---
name: dspy
description: Construa sistemas de IA complexos com programação declarativa, otimize prompts automaticamente, crie sistemas RAG modulares e agentes com DSPy - framework de Programação Sistemática de Modelos de Linguagem da Stanford NLP
version: 1.0.0
author: Orchestra Research
license: MIT
tags: [Engenharia de Prompts, DSPy, Programação Declarativa, RAG, Agentes, Otimização de Prompts, Programação de LM, Stanford NLP, Otimização Automática, IA Modular]
dependencies: [dspy, openai, anthropic]
---
# DSPy: Programação Declarativa de Modelos de Linguagem
## Quando Usar Esta Skill
Use DSPy quando você precisar:
- **Construir sistemas de IA complexos** com múltiplos componentes e workflows
- **Programar LMs declarativamente** em vez de engenharia manual de prompts
- **Otimizar prompts automaticamente** usando métodos orientados por dados
- **Criar pipelines de IA modulares** que sejam mantíveis e portáveis
- **Melhorar sistematicamente** saídas de modelos com otimizadores
- **Construir sistemas RAG, agentes ou classificadores** com melhor confiabilidade
**GitHub Stars**: 22.000+ | **Criado Por**: Stanford NLP
## Instalação
```bash
# Versão estável
pip install dspy
# Versão mais recente de desenvolvimento
pip install git+https://github.com/stanfordnlp/dspy.git
# Com provedores de LM específicos
pip install dspy[openai] # OpenAI
pip install dspy[anthropic] # Anthropic Claude
pip install dspy[all] # Todos os provedores
```
## Início Rápido
### Exemplo Básico: Resposta a Perguntas
```python
import dspy
# Configure seu modelo de linguagem
lm = dspy.Claude(model="claude-sonnet-4-5-20250929")
dspy.settings.configure(lm=lm)
# Defina uma signature (entrada → saída)
class QA(dspy.Signature):
"""Responda perguntas com respostas factuais breves."""
question = dspy.InputField()
answer = dspy.OutputField(desc="frequentemente entre 1 e 5 palavras")
# Crie um módulo
qa = dspy.Predict(QA)
# Use-o
response = qa(question="Qual é a capital da França?")
print(response.answer) # "Paris"
```
### Raciocínio com Cadeia de Pensamento
```python
import dspy
lm = dspy.Claude(model="claude-sonnet-4-5-20250929")
dspy.settings.configure(lm=lm)
# Use ChainOfThought para melhor raciocínio
class MathProblem(dspy.Signature):
"""Resolva problemas matemáticos em linguagem natural."""
problem = dspy.InputField()
answer = dspy.OutputField(desc="resposta numérica")
# ChainOfThought gera passos de raciocínio automaticamente
cot = dspy.ChainOfThought(MathProblem)
response = cot(problem="Se João tem 5 maçãs e dá 2 para Maria, quantas ele tem?")
print(response.rationale) # Mostra passos de raciocínio
print(response.answer) # "3"
```
## Conceitos Principais
### 1. Signatures
Signatures definem a estrutura da sua tarefa de IA (entradas → saídas):
```python
# Signature inline (simples)
qa = dspy.Predict("question -> answer")
# Signature de classe (detalhada)
class Summarize(dspy.Signature):
"""Resuma texto em pontos-chave."""
text = dspy.InputField()
summary = dspy.OutputField(desc="pontos em bullet, 3-5 itens")
summarizer = dspy.ChainOfThought(Summarize)
```
**Quando usar cada:**
- **Inline**: Prototipagem rápida, tarefas simples
- **Classe**: Tarefas complexas, type hints, melhor documentação
### 2. Módulos
Módulos são componentes reutilizáveis que transformam entradas em saídas:
#### dspy.Predict
Módulo de predição básico:
```python
predictor = dspy.Predict("context, question -> answer")
result = predictor(context="Paris é a capital da França",
question="Qual é a capital?")
```
#### dspy.ChainOfThought
Gera passos de raciocínio antes de responder:
```python
cot = dspy.ChainOfThought("question -> answer")
result = cot(question="Por que o céu é azul?")
print(result.rationale) # Passos de raciocínio
print(result.answer) # Resposta final
```
#### dspy.ReAct
Raciocínio tipo agente com ferramentas:
```python
from dspy.predict import ReAct
class SearchQA(dspy.Signature):
"""Responda perguntas usando busca."""
question = dspy.InputField()
answer = dspy.OutputField()
def search_tool(query: str) -> str:
"""Busque na Wikipédia."""
# Sua implementação de busca
return results
react = ReAct(SearchQA, tools=[search_tool])
result = react(question="Quando Python foi criado?")
```
#### dspy.ProgramOfThought
Gera e executa código para raciocínio:
```python
pot = dspy.ProgramOfThought("question -> answer")
result = pot(question="Quanto é 15% de 240?")
# Gera: answer = 240 * 0.15
```
### 3. Otimizadores
Otimizadores melhoram seus módulos automaticamente usando dados de treinamento:
#### BootstrapFewShot
Aprende a partir de exemplos:
```python
from dspy.teleprompt import BootstrapFewShot
# Dados de treinamento
trainset = [
dspy.Example(question="Quanto é 2+2?", answer="4").with_inputs("question"),
dspy.Example(question="Quanto é 3+5?", answer="8").with_inputs("question"),
]
# Defina métrica
def validate_answer(example, pred, trace=None):
return example.answer == pred.answer
# Otimize
optimizer = BootstrapFewShot(metric=validate_answer, max_bootstrapped_demos=3)
optimized_qa = optimizer.compile(qa, trainset=trainset)
# Agora optimized_qa funciona melhor!
```
#### MIPRO (Most Important Prompt Optimization)
Melhora iterativamente prompts:
```python
from dspy.teleprompt import MIPRO
optimizer = MIPRO(
metric=validate_answer,
num_candidates=10,
init_temperature=1.0
)
optimized_cot = optimizer.compile(
cot,
trainset=trainset,
num_trials=100
)
```
#### BootstrapFinetune
Cria datasets para fine-tuning de modelos:
```python
from dspy.teleprompt import BootstrapFinetune
optimizer = BootstrapFinetune(metric=validate_answer)
optimized_module = optimizer.compile(qa, trainset=trainset)
# Exporta dados de treinamento para fine-tuning
```
### 4. Construindo Sistemas Complexos
#### Pipeline Multi-Estágio
```python
import dspy
class MultiHopQA(dspy.Module):
def __init__(self):
super().__init__()
self.retrieve = dspy.Retrieve(k=3)
self.generate_query = dspy.ChainOfThought("question -> search_query")
self.generate_answer = dspy.ChainOfThought("context, question -> answer")
def forward(self, question):
# Estágio 1: Gere query de busca
search_query = self.generate_query(question=question).search_query
# Estágio 2: Recupere contexto
passages = self.retrieve(search_query).passages
context = "\n".join(passages)
# Estágio 3: Gere resposta
answer = self.generate_answer(context=context, question=question).answer
return dspy.Prediction(answer=answer, context=context)
# Use o pipeline
qa_system = MultiHopQA()
result = qa_system(question="Quem escreveu o livro que inspirou o filme Blade Runner?")
```
#### Sistema RAG com Otimização
```python
import dspy
from dspy.retrieve.chromadb_rm import ChromadbRM
# Configure o recuperador
retriever = ChromadbRM(
collection_name="documents",
persist_directory="./chroma_db"
)
class RAG(dspy.Module):
def __init__(self, num_passages=3):
super().__init__()
self.retrieve = dspy.Retrieve(k=num_passages)
self.generate = dspy.ChainOfThought("context, question -> answer")
def forward(self, question):
context = self.retrieve(question).passages
return self.generate(context=context, question=question)
# Crie e otimize
rag = RAG()
# Otimize com dados de treinamento
from dspy.teleprompt import BootstrapFewShot
optimizer = BootstrapFewShot(metric=validate_answer)
optimized_rag = optimizer.compile(rag, trainset=trainset)
```
## Configuração de Provedor de LM
### Anthropic Claude
```python
import dspy
lm = dspy.Claude(
model="claude-sonnet-4-5-20250929",
api_key="your-api-key", # Ou defina a variável de ambiente ANTHROPIC_API_KEY
max_tokens=1000,
temperature=0.7
)
dspy.settings.configure(lm=lm)
```
### OpenAI
```python
lm = dspy.OpenAI(
model="gpt-4",
api_key="your-api-key",
max_tokens=1000
)
dspy.settings.configure(lm=lm)
```
### Modelos Locais (Ollama)
```python
lm = dspy.OllamaLocal(
model="llama3.1",
base_url="http://localhost:11434"
)
dspy.settings.configure(lm=lm)
```
### Múltiplos Modelos
```python
# Diferentes modelos para diferentes tarefas
cheap_lm = dspy.OpenAI(model="gpt-3.5-turbo")
strong_lm = dspy.Claude(model="claude-sonnet-4-5-20250929")
# Use modelo barato para recuperação, modelo forte para raciocínio
with dspy.settings.context(lm=cheap_lm):
context = retriever(question)
with dspy.settings.context(lm=strong_lm):
answer = generator(context=context, question=question)
```
## Padrões Comuns
### Padrão 1: Saída Estruturada
```python
from pydantic import BaseModel, Field
class PersonInfo(BaseModel):
name: str = Field(description="Nome completo")
age: int = Field(description="Idade em anos")
occupation: str = Field(description="Profissão atual")
class ExtractPerson(dspy.Signature):
"""Extraia informações de pessoa do texto."""
text = dspy.InputField()
person: PersonInfo = dspy.OutputField()
extractor = dspy.TypedPredictor(ExtractPerson)
result = extractor(text="João Silva é um engenheiro de software de 35 anos.")
print(result.person.name) # "João Silva"
print(result.person.age) # 35
```
### Padrão 2: Otimização Orientada por Assertions
```python
import dspy
from dspy.primitives.assertions import assert_transform_module, backtrack_handler
class MathQA(dspy.Module):
def __init__(self):
super().__init__()
self.solve = dspy.ChainOfThought("problem -> solution: float")
def forward(self, problem):
solution = self.solve(problem=problem).solution
# Assert que solução é numérica
dspy.Assert(
isinstance(float(solution), float),
"A solução deve ser um número",
backtrack=backtrack_handler
)
return dspy.Prediction(solution=solution)
```
### Padrão 3: Auto-Consistência
```python
import dspy
from collections import Counter
class ConsistentQA(dspy.Module):
def __init__(self, num_samples=5):
super().__init__()
self.qa = dspy.ChainOfThought("question -> answer")
self.num_samples = num_samples
def forward(self, question):
# Gere múltiplas respostas
answers = []
for _ in range(self.num_samples):
result = self.qa(question=question)
answers.append(result.answer)
# Retorne resposta mais comum
most_common = Counter(answers).most_common(1)[0][0]
return dspy.Prediction(answer=most_common)
```
### Padrão 4: Recuperação com Reranking
```python
class RerankedRAG(dspy.Module):
def __init__(self):
super().__init__()
self.retrieve = dspy.Retrieve(k=10)
self.rerank = dspy.Predict("question, passage -> relevance_score: float")
self.answer = dspy.ChainOfThought("context, question -> answer")
def forward(self, question):
# Recupere candidatos
passages = self.retrieve(question).passages
# Faça rerank das passagens
scored = []
for passage in passages:
score = float(self.rerank(question=question, passage=passage).relevance_score)
scored.append((score, passage))
# Pegue top 3
top_passages = [p for _, p in sorted(scored, reverse=True)[:3]]
context = "\n\n".join(top_passages)
# Gere resposta
return self.answer(context=context, question=question)
```
## Avaliação e Métricas
### Métricas Personalizadas
```python
def exact_match(example, pred, trace=None):
"""Métrica de correspondência exata."""
return example.answer.lower() == pred.answer.lower()
def f1_score(example, pred, trace=None):
"""F1 score para sobreposição de texto."""
pred_tokens = set(pred.answer.lower().split())
gold_tokens = set(example.answer.lower().split())
if not pred_tokens:
return 0.0
precision = len(pred_tokens & gold_tokens) / len(pred_tokens)
recall = len(pred_tokens & gold_tokens) / len(gold_tokens)
if precision + recall == 0:
return 0.0
return 2 * (precision * recall) / (precision + recall)
```
### Avaliação
```python
from dspy.evaluate import Evaluate
# Crie um avaliador
evaluator = Evaluate(
devset=testset,
metric=exact_match,
num_threads=4,
display_progress=True
)
# Avalie modelo
score = evaluator(qa_system)
print(f"Acurácia: {score}")
# Compare otimizado vs não otimizado
score_before = evaluator(qa)
score_after = evaluator(optimized_qa)
print(f"Melhora: {score_after - score_before:.2%}")
```
## Melhores Práticas
### 1. Comece Simples, Itere
```python
# Comece com Predict
qa = dspy.Predict("question -> answer")
# Adicione raciocínio se necessário
qa = dspy.ChainOfThought("question -> answer")
# Adicione otimização quando tiver dados
optimized_qa = optimizer.compile(qa, trainset=data)
```
### 2. Use Signatures Descritivas
```python
# ❌ Ruim: Vago
class Task(dspy.Signature):
input = dspy.InputField()
output = dspy.OutputField()
# ✅ Bom: Descritivo
class SummarizeArticle(dspy.Signature):
"""Resuma artigos de notícias em 3-5 pontos-chave."""
article = dspy.InputField(desc="texto do artigo completo")
summary = dspy.OutputField(desc="pontos em bullet, 3-5 itens")
```
### 3. Otimize com Dados Representativos
```python
# Crie exemplos de treinamento diversos
trainset = [
dspy.Example(question="fatorial", answer="...").with_inputs("question"),
dspy.Example(question="raciocínio", answer="...").with_inputs("question"),
dspy.Example(question="cálculo", answer="...").with_inputs("question"),
]
# Use conjunto de validação para métrica
def metric(example, pred, trace=None):
return example.answer in pred.answer
```
### 4. Salve e Carregue Modelos Otimizados
```python
# Salve
optimized_qa.save("models/qa_v1.json")
# Carregue
loaded_qa = dspy.ChainOfThought("question -> answer")
loaded_qa.load("models/qa_v1.json")
```
### 5. Monitore e Depure
```python
# Ative rastreamento
dspy.settings.configure(lm=lm, trace=[])
# Execute predição
result = qa(question="...")
# Inspecione rastreamento
for call in dspy.settings.trace:
print(f"Prompt: {call['prompt']}")
print(f"Resposta: {call['response']}")
```
## Comparação com Outras Abordagens
| Recurso | Prompting Manual | LangChain | DSPy |
|---------|-----------------|-----------|------|
| Engenharia de Prompts | Manual | Manual | Automática |
| Otimização | Tentativa e erro | Nenhuma | Orientada por dados |
| Modularidade | Baixa | Média | Alta |
| Type Safety | Não | Limitado | Sim (Signatures) |
| Portabilidade | Baixa | Média | Alta |
| Curva de Aprendizado | Baixa | Média | Média-Alta |
**Quando escolher DSPy:**
- Você tem dados de treinamento ou pode gerá-los
- Precisa de melhoria sistemática de prompts
- Está construindo sistemas multi-estágio complexos
- Quer otimizar em diferentes LMs
**Quando escolher alternativas:**
- Protótipos rápidos (prompting manual)
- Cadeias simples com ferramentas existentes (LangChain)
- Lógica de otimização customizada necessária
## Recursos
- **Documentação**: https://dspy.ai
- **GitHub**: https://github.com/stanfordnlp/dspy (22k+ stars)
- **Discord**: https://discord.gg/XCGy2WDCQB
- **Twitter**: @DSPyOSS
- **Artigo**: "DSPy: Compiling Declarative Language Model Calls into Self-Improving Pipelines"
## Veja Também
- `references/modules.md` - Guia detalhado de módulos (Predict, ChainOfThought, ReAct, ProgramOfThought)
- `references/optimizers.md` - Algoritmos de otimização (BootstrapFewShot, MIPRO, BootstrapFinetune)
- `references/examples.md` - Exemplos do mundo real (RAG, agentes, classificadores)Files in this skill
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