OpenAI-PHP Client 中实现结构化输出的完整指南

结构化输出功能介绍

OpenAI API 最新推出的结构化输出功能为开发者提供了更强大的响应控制能力。通过这项功能，开发者可以预先定义返回数据的JSON结构，确保AI模型的输出完全符合预期的格式要求。这对于构建需要严格数据格式的应用场景尤为重要，比如数学解题步骤、数据提取、表单生成等。

在PHP客户端中的实现方式

在openai-php/client项目中，开发者可以通过response_format参数来配置结构化输出。目前支持两种模式：

1. 简单JSON模式：仅要求返回JSON格式数据

'response_format' => [
    'type' => 'json_object'
]

2. 完整JSON Schema模式：可以定义详细的数据结构规范

'response_format' => [
    'type' => 'json_schema',
    'json_schema' => [
        // 详细的JSON Schema定义
    ]
]

实际应用示例

以下是一个完整的数学解题应用示例，展示了如何定义解题步骤和最终答案的结构：

$response = $client->chat()->create([
    'model' => 'gpt-4o',
    'messages' => [
        ['role' => 'system', 'content' => '你是一个数学辅导老师'],
        ['role' => 'user', 'content' => '解方程8x + 31 = 2']
    ],
    'response_format' => [
        'type' => 'json_schema',
        'json_schema' => [
            'name' => 'math_response',
            'strict' => true,
            'schema' => [
                'type' => 'object',
                'properties' => [
                    'steps' => [
                        'type' => 'array',
                        'items' => [
                            'type' => 'object',
                            'properties' => [
                                'explanation' => ['type' => 'string'],
                                'output' => ['type' => 'string']
                            ],
                            'required' => ['explanation', 'output'],
                            'additionalProperties' => false
                        ]
                    ],
                    'final_answer' => ['type' => 'string']
                ],
                'required' => ['steps', 'final_answer'],
                'additionalProperties' => false
            ]
        ]
    ]
]);

技术细节解析

1. Schema定义核心元素：

   • type：定义数据类型（object/array/string等）
   • properties：定义对象的属性结构
   • required：标记必填字段
   • additionalProperties：控制是否允许额外属性

2. 严格模式(strict=true)： 当启用严格模式时，模型会严格遵守Schema定义，不会返回任何未定义的属性。这在需要精确控制数据结构的场景下非常有用。

3. 错误处理： 当模型无法按照Schema要求生成内容时，会返回包含refusal字段的响应，开发者可以通过检查这个字段来处理异常情况。

平台兼容性说明

目前结构化输出功能已在OpenAI官方API和Azure OpenAI服务中得到支持。Azure用户需要注意服务版本，确保使用的是支持此功能的最新版本。

最佳实践建议

1. 对于简单的JSON输出需求，使用json_object模式即可
2. 复杂数据结构建议使用json_schema并启用严格模式
3. 在Schema中明确定义所有需要的字段和类型
4. 合理使用required标记确保关键数据不会缺失
5. 生产环境中应始终检查refusal字段以处理异常情况

通过合理利用结构化输出功能，开发者可以构建出更加健壮、可靠的AI应用，有效减少后续数据处理的工作量。