完成uv运行python代码的skill
This commit is contained in:
@@ -0,0 +1,2 @@
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schema: spec-driven
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created: 2026-02-04
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234
openspec/changes/archive/2026-02-04-uv-python-runner/design.md
Normal file
234
openspec/changes/archive/2026-02-04-uv-python-runner/design.md
Normal file
@@ -0,0 +1,234 @@
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## Context
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当前项目中还没有skill实现,需要创建第一个skill来指导大模型使用uv运行Python脚本。该项目专门用于开发大模型工具技能,所有skill都放在`skills`目录下,每个子目录代表一个skill。
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Python环境管理是一个常见问题:大模型在处理各种任务时经常需要执行Python脚本(数据分析、API测试、文件操作等),传统做法需要在系统Python环境预安装依赖,导致环境污染、版本冲突等问题。
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uv是Astral开发的快速Python包管理器,支持PEP 723内联元数据格式,可以在脚本中声明依赖,并在隔离环境中执行,自动管理虚拟环境和依赖安装。这为解决环境隔离问题提供了标准化的解决方案。
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**约束条件:**
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- skill文件遵循特定格式:YAML前置元数据 + Markdown内容
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- skill必须是指导型的,不直接执行代码
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- 不支持命令行参数或stdin输入
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- 不支持持久化环境
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- 严格错误处理模式
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- 必须支持Windows、macOS、Linux三个平台的临时目录处理
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**利益相关者:**
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- 大模型:需要清晰的模式指导来生成符合规范的Python脚本
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- 最终用户:通过大模型获得环境隔离的Python执行能力
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## Goals / Non-Goals
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**Goals:**
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- 创建指导大模型使用uv执行Python脚本的通用skill
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- 提供符合PEP 723规范的脚本编写模式
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- 确保环境隔离,不污染系统Python环境
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- 严格错误处理,任何错误都停止并给出清晰提示
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- 临时文件使用系统目录,系统自动清理
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- 适用于任何Python可处理的任务(数据处理、API交互、文件操作等)
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- 支持Windows、macOS、Linux跨平台自动适配临时目录
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**Non-Goals:**
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- 不直接执行用户提供的Python代码(只指导大模型)
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- 不支持命令行参数传递给脚本
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- 不支持从stdin读取输入
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- 不支持持久化虚拟环境(每次都是临时隔离环境)
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- 不支持自定义Python版本约束(使用uv默认版本)
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- 不支持复杂的依赖版本约束解析
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- 不处理动态import语句
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## Decisions
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### Decision 1: 技能定位为指导型而非执行型
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**决策:** skill提供指导模式和最佳实践,不直接执行Python代码。
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**理由:**
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- skill的主要用户是大模型,而不是最终用户
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- 大模型需要理解"如何用uv执行"的模式和规范
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- 保持skill的通用性,可以适应各种任务场景
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**替代方案考虑:**
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- 执行型skill:直接接收Python代码并执行
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- ❌ 需要处理更多边界情况(代码注入、安全性等)
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- ❌ 限制了灵活性(无法指导大模型编写更复杂的脚本)
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- ❌ 增加了复杂度
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### Decision 2: 使用辅助脚本实现跨平台临时目录
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**决策:** 创建`skills/uv-python-runner/script/get_temp_path.py`辅助脚本,使用Python标准库的`tempfile`模块在系统临时目录中创建空的Python脚本文件,并返回脚本文件路径。**辅助脚本本身也使用uv run执行,保持一致性。**
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**理由:**
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- `tempfile.gettempdir()`自动适配所有平台(Windows/macOS/Linux)
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- 避免了大模型需要检测平台和记住不同路径的复杂度
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- 辅助脚本直接创建临时Python脚本文件,大模型直接得到脚本文件路径
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- 简化大模型工作流:无需拼接路径,直接使用返回的文件路径写入内容
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- 使用Python标准库,保证跨平台兼容性
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- 辅助脚本可以复用,逻辑集中管理
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- **使用uv run执行辅助脚本,保持skill内所有Python脚本使用统一方式**
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**辅助脚本设计:**
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- **功能**:在系统临时目录创建空的Python脚本文件,返回文件路径
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- **无注释**:脚本只包含必要代码,没有文档字符串或注释
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- **PEP 723格式**:包含空的依赖声明`# dependencies = []`
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- **执行方式**:`uv run skills/uv-python-runner/script/get_temp_path.py`
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- **输出**:直接在stdout输出临时Python脚本文件的完整路径
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- Linux/macOS: `/tmp/uv_script_xxx.py`
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- Windows: `C:\Users\<username>\AppData\Local\Temp\uv_script_xxx.py`
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**大模型使用流程:**
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1. 调用辅助脚本获取临时脚本文件路径(使用相对路径`./script/get_temp_path.py`,相对于SKILL.md所在目录)
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```bash
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temp_file_path=$(uv run ./script/get_temp_path.py)
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```
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2. 在返回的脚本文件路径中直接写入PEP 723脚本内容:
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```python
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# 使用大模型的Write工具
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with open(temp_file_path, 'w') as f:
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f.write(script_content)
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```
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3. 使用`uv run`执行脚本:
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```bash
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uv run $temp_file_path
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```
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4. 系统自动清理临时文件,无需手动管理
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**替代方案考虑:**
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- 在辅助脚本中导出函数供导入:
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- ❌ 需要大模型导入模块并调用函数,增加了复杂度
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- ❌ 辅助脚本需要更多代码(函数定义、文档等)
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- ❌ 不符合"简单直接"的设计原则
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- 在skill文档中说明平台差异:
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- ❌ 大模型需要检测平台,容易出错
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- ❌ 文档冗长,增加了复杂度
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- ❌ 不符合"简化使用模式"的设计目标
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### Decision 3: 依赖声明使用无版本约束的包名
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**决策:** 在PEP 723元数据块中只声明包名,不指定版本约束,让uv自动选择兼容的最新版本。
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**理由:**
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- 简化依赖声明,降低大模型的认知负担
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- uv的依赖解析器会自动选择兼容版本
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- 使用最新版本通常更安全(包含安全修复)
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- 避免版本固定带来的兼容性问题
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**替代方案考虑:**
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- 固定版本号(如`pandas==2.1.0`):
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- ❌ 需要大模型了解每个包的最新版本
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- ❌ 版本过时可能引入安全漏洞
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- ❌ 可能与其他包产生版本冲突
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- ❌ 增加维护成本
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### Decision 4: 严格错误处理模式
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**决策:** 任何错误条件都停止任务并显示清晰错误消息。错误类型包括:uv未安装、Python语法错误、依赖解析失败、脚本运行时错误。
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**理由:**
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- 严格模式符合skill作为工具的定位(可靠、可预测)
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- 避免错误传播导致难以调试的问题
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- 清晰的错误消息帮助大模型和用户快速定位问题
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- 保留失败的临时文件便于调试
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**替代方案考虑:**
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- 宽松模式(跳过错误包继续执行):
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- ❌ 可能导致部分依赖缺失的脚本执行
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- ❌ 错误难以定位和调试
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- ❌ 不符合"可靠工具"的设计目标
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### Decision 5: 无外部输入支持
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**决策:** 所有输入、参数和数据源都嵌入在Python脚本内部。不支持命令行参数和stdin输入。
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**理由:**
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- 简化skill的使用模型
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- 符合大模型生成脚本的使用模式(大模型知道所有参数)
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- 避免参数传递的复杂度和安全风险
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- 保持脚本的完整性和可移植性
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**替代方案考虑:**
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- 支持命令行参数:
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- ❌ 增加skill复杂度(需要参数传递机制)
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- ❌ 脚本可能依赖外部输入而不可移植
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- ❌ 不符合"所有逻辑嵌入脚本"的设计目标
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### Decision 6: 通用任务适用性
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**决策:** skill不限制在特定领域,适用于任何Python可处理的任务。在文档中提供常见用例示例(数据分析、API交互、文件操作等),但不硬编码限制。
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**理由:**
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- 最大化skill的复用性
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- Python的适用范围很广,不应预先限制
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- 通过示例而非硬编码来引导使用
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**替代方案考虑:**
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- 针对特定领域(如只支持数据分析):
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- ❌ 限制了skill的通用性
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- ❌ 可能需要多个类似skill覆盖不同场景
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- ❌ 违反"通用工具"的设计目标
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## Risks / Trade-offs
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### Risk 1: uv依赖外部可用性
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**风险:** 技能依赖uv包管理器,如果系统未安装uv,skill无法工作。
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**缓解措施:**
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- 错误消息中提供清晰的uv安装链接
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- 在skill文档中明确说明uv是必需依赖
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- 提供uv安装指南(https://docs.astral.sh/uv/getting-started/installation/)
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### Risk 2: 临时文件
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**风险:** 临时文件存储在系统临时目录(/tmp 或 Windows Temp),磁盘空间占用。
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**缓解措施:**
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- 临时文件使用系统标准临时目录,系统会自动定期清理
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- 文件名包含时间戳,便于识别
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- 在失败时显示文件路径,方便用户手动删除
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### Risk 3: 依赖解析时间
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**风险:** 首次执行某个脚本时,uv需要下载和安装依赖,可能需要较长时间,影响用户体验。
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**缓解措施:**
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- 在文档中说明首次执行可能较慢
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- uv的依赖解析和安装速度很快(比传统pip快10-100倍)
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- 使用最新版本通常减少兼容性问题,加快解析速度
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### Risk 4: PyPI包可用性
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**风险:** 如果声明的依赖包在PyPI上不存在或名称错误,依赖解析会失败。
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**缓解措施:**
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- 严格错误处理模式会显示uv的完整错误输出
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- 大模型在编写脚本时已经知道依赖的包名
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- 保留失败的临时文件便于检查依赖声明
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### Risk 5: 大模型理解复杂度
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**风险:** PEP 723元数据格式对大模型来说可能不熟悉,可能生成不符合规范的脚本。
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**缓解措施:**
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- skill文档提供清晰的示例和模板
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- 严格错误处理会在语法或格式错误时立即停止并提示
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- 文档中说明常见的格式错误和修正方法
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## Migration Plan
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这是新skill的首次实现,不存在迁移问题。
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**部署步骤:**
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1. 创建skill目录:`skills/uv-python-runner/`
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2. 创建skill文件:`skills/uv-python-runner/SKILL.md`
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3. 编写skill内容(YAML元数据 + Markdown文档)
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4. 测试skill是否可以被正确加载和触发
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**回滚策略:**
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- 如有问题,直接删除`skills/uv-python-runner/`目录即可
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- skill文件不影响系统或现有代码
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## Open Questions
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无。所有设计决策已在上述章节明确说明。
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@@ -0,0 +1,41 @@
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## Why
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大模型在处理任务时经常需要执行Python脚本(数据分析、API测试、文件处理等),传统的做法需要在系统Python环境中预安装依赖包,这会导致:
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- 环境污染:不同任务的依赖可能冲突
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- 版本混乱:无法确保依赖版本一致性
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- 系统依赖:必须在操作系统级别安装所有可能的包
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使用uv的PEP 723内联元数据格式,可以让每个脚本自带依赖声明,并在隔离环境中执行,从根本上解决这些问题。
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## What Changes
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- 创建新的skill:`uv-python-runner`
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- 指导大模型按照PEP 723规范编写Python脚本
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- 提供临时文件创建和uv run执行的标准流程
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- 严格错误处理模式
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- 临时文件使用系统目录,系统自动清理
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- 技能特性:
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- 通用型工具,适用于任何Python可处理的任务
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- 无需预安装依赖,uv自动管理隔离环境
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- 使用临时文件,系统自动清理
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- 简单返回值(stdout/stderr)
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- 不支持命令行参数或stdin输入
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## Capabilities
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### New Capabilities
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- `uv-python-runner`: 通用Python脚本执行工具,指导大模型使用uv的隔离环境特性来执行临时Python脚本,无需在系统环境预安装依赖。适用于数据处理、API交互、文件操作、科学计算等各种任务。
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### Modified Capabilities
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无
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## Impact
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- **代码影响**:新增skill文件 `skills/uv-python-runner/SKILL.md`
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- **依赖影响**:要求系统安装uv(https://docs.astral.sh/uv/)
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- **系统影响**:无(skill只提供指导,不直接修改系统)
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- **API影响**:无
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- **用户影响**:大模型在需要执行Python脚本时,会使用此skill生成符合PEP 723规范的代码并使用uv执行,提升环境隔离和依赖管理的可靠性
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@@ -0,0 +1,119 @@
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## 新增需求
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### 需求:生成符合PEP 723规范的Python脚本
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Skill SHALL指导LLM生成符合PEP 723内联元数据规范的Python脚本。脚本SHALL在顶部包含`# /// script`块,使用`dependencies`字段声明所有外部依赖。依赖SHALL使用不带版本约束的包名,允许uv选择兼容的最新版本。没有依赖的脚本SHALL声明空的依赖列表。
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#### 场景:包含外部依赖的脚本
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- **WHEN** LLM需要执行需要外部包的Python代码(例如:pandas、requests、numpy)
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- **THEN** skill SHALL指导LLM包含列出所有必需包的PEP 723元数据块
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- **THEN** 依赖列表SHALL只包含包名,不带版本约束
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- **THEN** 脚本SHALL是有效的Python代码,顶部包含元数据块
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#### 场景:仅使用标准库的脚本
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- **WHEN** LLM需要执行只使用标准库模块的Python代码
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- **THEN** skill SHALL指导LLM包含空依赖的PEP 723元数据块:`# dependencies = []`
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- **THEN** 脚本SHALL是有效的Python代码,顶部包含元数据块
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### 需求:在隔离的uv环境中执行脚本
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Skill SHALL指导LLM在系统临时目录中创建临时Python文件,并使用`uv run`命令执行它们。临时文件SHALL使用包含时间戳和随机标识符的唯一名称创建。Skill SHALL确保所有脚本参数和逻辑都嵌入在脚本本身中,没有命令行参数或stdin输入。
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#### 场景:成功执行脚本
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- **WHEN** LLM生成符合PEP 723的有效Python脚本
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- **THEN** skill SHALL指导LLM在`/tmp/uv_script_<timestamp>_<random>.py`创建临时文件
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- **THEN** skill SHALL指导LLM使用`uv run /tmp/uv_script_XXX.py`执行脚本
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- **THEN** uv SHALL自动创建隔离的虚拟环境,安装依赖,并执行脚本
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- **THEN** skill SHALL捕获并返回stdout/stderr输出
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- **THEN** 临时文件使用系统目录,系统自动清理
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#### 场景:脚本执行失败
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- **WHEN** 脚本执行失败(运行时错误、依赖解析失败等)
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- **THEN** skill SHALL保留临时文件用于调试
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- **THEN** skill SHALL显示包含traceback的完整错误消息
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- **THEN** skill SHALL显示保留的临时文件路径
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- **THEN** skill SHALL停止任务(严格错误处理模式)
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### 需求:跨平台临时目录支持
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Skill SHALL使用`skills/uv-python-runner/script/get_temp_path.py`辅助脚本来获取平台特定的临时目录。Skill SHALL在创建临时Python文件之前,先调用此辅助脚本获取临时目录路径。Skill SHALL支持Windows、macOS、Linux三个平台。
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#### 场景:获取临时目录路径
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- **WHEN** LLM需要为Python脚本创建临时文件
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- **THEN** skill SHALL指导LLM先调用辅助脚本获取临时目录
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- **THEN** skill SHALL指导LLM导入并使用`get_temp_dir()`函数
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- **THEN** skill SHALL指导LLM使用`get_temp_file_path()`函数生成唯一文件路径(可选)
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- **THEN** 辅助脚本SHALL使用`tempfile.gettempdir()`自动返回平台特定的路径
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#### 场景:Windows平台
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- **WHEN** 辅助脚本在Windows平台运行
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- **THEN** skill SHALL指导LLM调用辅助脚本会返回Windows临时目录(例如:`C:\Users\<username>\AppData\Local\Temp`)
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- **THEN** skill SHALL确保大模型不需要检测或硬编码Windows路径
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#### 场景:macOS/Linux平台
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- **WHEN** 辅助脚本在macOS或Linux平台运行
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- **THEN** skill SHALL指导LLM调用辅助脚本会返回`/tmp`路径
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- **THEN** skill SHALL确保大模型不需要检测或硬编码Unix路径
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### 需求:严格错误处理
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Skill SHALL强制执行严格错误处理模式。任何错误条件SHALL导致任务停止并显示清晰错误消息。错误条件SHALL包括:uv未安装、生成的脚本中的Python语法错误、uv的依赖解析失败、以及脚本运行时错误。
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#### 场景:uv未安装
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- **WHEN** LLM尝试执行脚本但系统中未找到uv命令
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- **THEN** skill SHALL显示清晰错误消息:"uv not found"
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- **THEN** skill SHALL提供uv安装链接:https://docs.astral.sh/uv/getting-started/installation/
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- **THEN** skill SHALL停止任务
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#### 场景:Python语法错误
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- **WHEN** LLM生成包含语法错误的Python代码
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- **THEN** skill SHALL在创建临时文件之前检测语法错误
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- **THEN** skill SHALL显示包含行号和Python错误描述的错误消息
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- **THEN** skill SHALL停止任务而不创建临时文件
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#### 场景:依赖解析失败
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- **WHEN** uv无法解析或安装声明的依赖
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- **THEN** skill SHALL显示完整的uv错误输出
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- **THEN** skill SHALL显示临时文件路径,用户可手动删除调试
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- **THEN** skill SHALL停止任务
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#### 场景:脚本运行时错误
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- **WHEN** Python脚本执行但在运行时抛出异常
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- **THEN** skill SHALL显示完整的Python traceback
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- **THEN** skill SHALL显示临时文件路径,用户可手动删除调试
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- **THEN** skill SHALL停止任务
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### 需求:无外部输入或参数
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Skill SHALL要求所有输入、参数和数据源都直接嵌入在Python脚本中。Skill SHALL不支持传递给脚本的命令行参数。Skill SHALL不支持从stdin读取输入。所有必要的数据SHALL硬编码或从脚本引用的文件中读取。
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#### 场景:数据处理任务
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- **WHEN** LLM需要处理数据(例如:CSV文件分析)
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- **THEN** skill SHALL指导LLM将文件路径作为字符串字面量包含在脚本中
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- **THEN** skill SHALL不接受文件路径或参数的外部命令行参数
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- **THEN** 所有数据处理逻辑SHALL嵌入在脚本中
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#### 场景:API交互任务
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- **WHEN** LLM需要与API交互(例如:对特定URL的GET请求)
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- **THEN** skill SHALL指导LLM将URL和参数作为字符串字面量包含在脚本中
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- **THEN** skill SHALL不接受作为命令行参数的API端点或身份验证令牌
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- **THEN** 所有API交互逻辑SHALL嵌入在脚本中
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### 需求:通用任务适用性
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Skill SHALL适用于任何可以用Python脚本完成的任务。Skill SHALL不限于特定领域,但SHALL为常见用例提供指导,包括数据处理(pandas、numpy)、API交互(requests、httpx)、文件操作(pathlib、shutil)、科学计算(scipy、sympy)和数据转换(json、yaml、csv)。
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#### 场景:数据分析任务
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- **WHEN** 用户请求数据分析或统计计算
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- **THEN** skill SHALL提供生成具有适当依赖(例如:pandas)的脚本的指导
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- **THEN** skill SHALL不基于任务领域进行限制或过滤
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#### 场景:文件操作任务
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- **WHEN** 用户请求文件操作(重命名、转换、格式化)
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- **THEN** skill SHALL提供生成具有适当标准库或外部模块的脚本的指导
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- **THEN** skill SHALL不基于任务领域进行限制或过滤
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#### 场景:API测试任务
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- **WHEN** 用户请求API测试或数据检索
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- **THEN** skill SHALL提供生成具有适当HTTP客户端库的脚本的指导
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- **THEN** skill SHALL不基于任务领域进行限制或过滤
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@@ -0,0 +1,99 @@
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## 1. Skill结构设置
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- [x] 1.1 创建skill目录:`skills/uv-python-runner/`
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- [x] 1.2 创建script子目录:`skills/uv-python-runner/script/`
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- [x] 1.3 创建辅助脚本:`skills/uv-python-runner/script/get_temp_path.py`
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||||
- [x] 1.3.1 添加PEP 723元数据块(`# dependencies = []`)
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||||
- [x] 1.3.2 在系统临时目录创建空的Python脚本文件并返回路径
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||||
- [x] 1.3.3 直接在stdout输出脚本文件完整路径
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||||
- [x] 1.3.4 添加命令行支持,直接运行脚本
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- [x] 1.4 创建skill文件:`skills/uv-python-runner/SKILL.md`
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## 2. 编写YAML前置元数据
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- [x] 2.1 添加skill名称:`uv-python-runner`
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- [x] 2.2 添加英文skill描述
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- [x] 2.3 添加参数提示(不适用,此skill无参数)
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## 3. 编写Skill内容 - 概览
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- [x] 3.1 编写skill目的和定位
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- [x] 3.2 说明为什么uv是有益的(环境隔离、依赖管理)
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- [x] 3.3 列出何时使用此skill
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## 4. 编写Skill内容 - 何时使用章节
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- [x] 4.1 记录典型用例(数据处理、API交互、文件操作等)
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- [x] 4.2 记录此skill不适用的场景(交互式输入、持久化环境等)
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## 5. 编写Skill内容 - 工作流程章节
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- [x] 5.1 记录步骤1:生成符合PEP 723的Python脚本
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- [x] 5.1.1 说明元数据块格式
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- [x] 5.1.2 提供包含外部依赖的示例
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- [x] 5.1.3 提供仅使用标准库的示例
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- [x] 5.2 记录步骤2:获取临时目录
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- [x] 5.2.1 说明调用辅助脚本:`uv run skills/uv-python-runner/script/get_temp_path.py`
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- [x] 5.2.2 说明辅助脚本直接在stdout输出临时目录路径
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- [x] 5.2.3 说明大模型捕获stdout输出得到临时目录
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- [x] 5.2.4 说明根据临时目录构造脚本文件路径:`<temp_dir>/uv_script_<timestamp>_<random>.py`
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- [x] 5.2.5 提供简化的工作流示例
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- [x] 5.3 记录步骤3:使用uv执行
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- [x] 5.3.1 说明`uv run`命令的用法
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- [x] 5.3.2 描述uv自动做什么(隔离、依赖安装)
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## 6. 编写Skill内容 - 错误处理章节
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- [x] 6.1 记录uv未安装场景
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- [x] 6.1.1 提供清晰错误消息
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- [x] 6.1.2 包含uv安装链接
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- [x] 6.2 记录Python语法错误场景
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- [x] 6.2.1 说明文件创建前的检测
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- [x] 6.2.2 提供错误消息格式
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- [x] 6.3 记录依赖解析失败场景
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- [x] 6.3.1 说明显示uv错误输出
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- [x] 6.3.2 说明文件保留
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- [x] 6.4 记录脚本运行时错误场景
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- [x] 6.4.1 说明显示完整traceback
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- [x] 6.4.2 说明文件保留和路径显示
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## 7. 编写Skill内容 - 示例章节
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- [x] 7.1 提供示例1:数据分析(pandas)
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- [x] 7.1.1 显示完整的PEP 723脚本
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- [x] 7.1.2 说明场景
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- [x] 7.2 提供示例2:API交互(requests)
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- [x] 7.2.1 显示完整的PEP 723脚本
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- [x] 7.2.2 说明场景
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- [x] 7.3 提供示例3:文件操作(标准库)
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- [x] 7.3.1 显示完整的PEP 723脚本
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- [x] 7.3.2 说明场景
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## 8. 编写Skill内容 - 注意事项章节
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- [x] 8.1 创建"为什么使用uv?"对比表
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- [x] 8.2 记录最佳实践
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- [x] 8.2.1 总是使用内联元数据
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- [x] 8.2.2 使用最新版本
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- [x] 8.2.3 错误处理指南
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- [x] 8.3 记录限制
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- [x] 8.3.1 无命令行参数
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- [x] 8.3.2 无stdin输入
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- [x] 8.3.3 无持久化环境
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- [x] 8.3.4 无自定义Python版本
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- [x] 8.3.5 无复杂依赖约束
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## 9. 编写Skill内容 - 依赖章节
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- [x] 9.1 列出必需依赖:uv
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- [x] 9.2 包含uv文档链接
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- [x] 9.3 标记可选依赖(此skill无)
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## 10. 验证和测试
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- [x] 10.1 验证YAML前置元数据格式有效
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- [x] 10.2 检查所有Markdown章节格式正确
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- [x] 10.3 确保所有示例在语法上是正确的Python
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- [x] 10.4 验证所有PEP 723元数据块符合规范
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- [x] 10.5 确认所有链接(uv安装)正确
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- [x] 10.6 审查skill内容的清晰性和完整性
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