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在過去的幾十年中，無論在硬件組織還是軟件架構上，計算機行業(yè)已經發(fā)生了翻天覆地的變化，各種軟硬件產品的性能和用戶體驗均得到了顯著提升。
但對程序員而言，軟件編碼的本質似乎并沒有什么本質的改變：無論哪種編程語言，仍然需要程序員根據算法邏輯和實現(xiàn)步驟一步一步地手動敲入代碼。雖然近幾年隨著編碼工具的改進和編程語言的版本更新，對于程序員而言，這一過程已經相當方便了，但學習如何編程仍然是諸多計算機用戶不得不面對的一道難題。
雷鋒網消息，近日，微軟在論文中公布了一項最新的代碼合成系統(tǒng)：RobustFill。它基于深度學習技術，可以根據用戶指定的輸入輸出樣例進行特征提取，然后自動合成能夠實現(xiàn)相應功能的軟件代碼，大大縮減了程序員的編碼工作量。
舉例來說，假設用戶需要編碼實現(xiàn)如下功能：將輸入的人名信息進行規(guī)范化縮寫后輸出。具體如下圖所示，當輸入人名為 “jacob daniel devlin” 時，系統(tǒng)應該輸出 “Declin,J” ?；?RobustFill，用戶只需要提供一些簡單的輸入輸出樣例（圖中前三行黑色字體），系統(tǒng)就能自動合成實現(xiàn)這一功能的軟件代碼，并輸出正確結果（圖中后三行灰色字體）。如果用戶需要處理的人名有成千上萬個，這就能節(jié)約大量的處理時間。
RobustFill 系統(tǒng)生成的代碼基于 DSL（Domain Specific Language），即領域特定語言。雷鋒網獲知，用戶并不需要理解 DSL 的編程細節(jié)，實際上，用戶根本看不到 DSL 代碼，而只需要關注具體的功能實現(xiàn)就行了。對應上述人名縮寫樣例，RobustFill 生成的 DSL 代碼如下所示：
Concat(
ToCase(
GetToken(
input,
Type=Word,
Index=-1),
Type=Proper),
Const(", "),
ToCase(
SubString(
GetToken(
input,
Type=Word,
Index=1),
Start=0,
End=1),
Type=Proper),
Const("."))
自動代碼合成的難點主要有兩個：
一是系統(tǒng)可以自動合成萬億級的不同的 DSL 代碼組合，如何判斷哪一種是正確結果；
二是用戶提供的輸入輸出樣例一般都是人工輸入，難免會出現(xiàn)一些筆誤（例如上面人名縮寫的例子中，表格第二行，用戶把“Useato”寫成了“uesato”），系統(tǒng)如何避免這些筆誤的不良影響。
針對這兩個問題，此前的解決方案是微軟 Excel 軟件中的 FlashFill 系統(tǒng)。該系統(tǒng)憑借開發(fā)人員手動設置規(guī)則和啟發(fā)式搜索（Heuristic Search）的方式，為用戶輸出特定功能的代碼。但 FlashFill 系統(tǒng)嚴重弱化了 DSL 語言的擴展能力，并且需要開發(fā)者大量的人工輸入，同時對人工輸入的筆誤也非常敏感，因此并不是最優(yōu)的解決方案。
與 FlashFill 不同，在深度學習技術的支持下，RobustFill 可以利用數據驅動的方式進行代碼合成，而無需開發(fā)者手動設置規(guī)則。此外，RobustFill 還使用了此前用于自然語言翻譯的一種名為“attentional sequence-to-sequence neural network”（注意力序列到序列神經網絡）的技術，因此才能基于用戶給定的輸入輸出樣例，自動合成代碼。RobustFill 的大體結構流程如下圖所示。
微軟用數百萬隨機生成輸入/輸出和對應的編碼來訓練該系統(tǒng)。由于 RobustFill 能學會 DSL 的語法，微軟認為它在真實數據上會有良好表現(xiàn)。雷鋒網了解到，總的來說，微軟 RobustFill 在真實測試中達到了 92% 的精確度。最讓人感到鼓舞的是，即便輸入/輸出樣例包含大量噪音，RobustFill 仍能夠保持高水準的精確度。
在 FlashFill DSL 這樣的強大函數語言上，成功地訓練神經架構學習編程，是神經代碼合成的一項了不起的成就。微軟表示，這同時也是邁向通用 AI 的一小步。RobustFill 解決了加入可編譯性（ interpretability）的核心難題，并探索了用知識的符號表示連接分布式表達（ connecting distributed representations with symbolic representations of knowledge）這一課題。
微軟最后在官方博客宣布：
“我們正在開發(fā)這些架構的擴展，用變量和控制流來學習 DSL 中的代碼，以生成更豐富的代碼類。我們相信，照這個方向走下去需要我們研究、解決代碼合成和歸納問題中的關鍵技術難關?！?br/>
via microsoft
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