今天,DeepMind 的Alpha家族再添一名新成员:会刷编程竞赛题的 AlphaCode 来了!
其实,AlphaCode 早在几个月前就悄悄进村了,一直没人察觉它默默参加了著名网站 Codeforces 最近举行的 10 场编程比赛,成绩超过了一半人类
直到今天 DeepMind 才公布最终成绩:AlphaCode 在这 10 场比赛中排名前 54.3%,Elo 评分 1238。
更重要的是,在编程比赛这样考察算法创造力的问题中,AI 终于不落下风,而这恰恰是 AI 过去所欠缺的。
如果把这个分数放到过去六个月总体来看,AlphaCode 的成绩更为优秀,因为它只刷了 10 周的题目,就已经达到了前 28% 用户的水平。
Codeforces 是一个由俄罗斯程序员 Mikhail Mirzayanov 创办的编程竞赛网站,大约每周举行一次名为Codeforces Rounds的编程比赛。
通过 Codeforces 的 Elo 评分可以衡量一位程序员的编程水平。
Codeforces 创始人 Mikhail Mirzayanov
当看到 AlphaCode 的成绩后,连创始人 Mirzayanov 都惊讶不已。
他原本对 AI 持怀疑态度,因为编程比赛考验的是发明算法的能力,这是最困难的,没想到 AlphaCode 的结果完全超出了他的预期。微软负责人提出了几种开发者可以使用的功能,其中包括:本地文件的查看和编辑,以及快速笔记和Markdown预览;构建HTML,JavaScript和CSS应用程序的客户端,并可结合浏览器工具进行调试;在不方便安装VSCode的机器上进行代码编辑,比如Chromebook甚至是iPad。
DeepMind 发布这条消息仅半天,在 Twitter 上已经有 2000 多次转发,5000 多点赞。
AlphaCode 如何编程
说了这么多,下面我们来看看 AlphaCode 是如何成为编程做题家的。
以下是 Codeforces 上的 1553D 问题:
有两个字符串 s 和 t,都是由小写字母组成对于字符串 s,我们从前向后扫描整个字符串
如果按下 Backspace 键,就删除该光标前到上一个未删除字符之间的所有字符。
例如字符串 s 是abcbd,你分别在第一个位置和第四个位置按下 Backspace,那么将得到字符串bd。
因为在第一个光标位置前没有字符,所以第一次没有动作第四个光标位置前的字符是 c,上一个未删除字符是 a,所以按下 Backspace 将删除前三个字符bd
好了,现在问题来了:
我们能否从前向后扫描一次 s 字符串, 让 s 变为 t如果可以输出 YES,否则输出 NO
AlphaCode 给出的代码是这样的:
向以上程序输入4组字符串:
得到的输出是:
在这里,AlphaCode 不再是黑箱。
它不仅成功解决了问题,还能将代码和注意力高亮的对应位置显示出来。
一位网友表示:既然 AI 能看得这么细,那么如果能在代码后面加入注释就更好了。
至于更多的案例,可以去 AlphaCode 网站观摩。
原理
DeepMind 说,在 Codeforces 比赛中所需解决问题的能力,已经超出了现有 AI 系统的能力。
整个 AlphaCode 模型的流程如下:
用标准的语言建模目标在 GitHub 代码上预训练一个基于 Transformer 的语言模型这个模型可以合理地代表人类编写代码的空间,大大减少了问题的搜索空间
在竞争性编程数据集上微调模型,使用 GOLD 与 tempering 作为训练目标,进一步减少了搜索空间,并利用预训练弥补了少量的竞争性编程数据。
为每个问题从模型中生成非常多的样本。
对样本进行过滤,以获得一小部分候选提交的样本,在隐藏的测试案例上进行评估,方法是利用实例测试和聚类,根据程序行为挑选样本。
总而言之,通过将大规模 Transformer 模型与大规模采样和过滤相结合,DeepMind 在可以解决的问题数量方面取得了重大进展,比之前的工作高出一个数量级。
刷题人士抵触
正如 Codeforces 创始人所说,在编程问题中对算法的发明创造是最难的。
在全球编程比赛网站上常年排名前几的谷歌工程师 Petr Mitrichev 说:解决编程比赛问题是一件非常困难的事情它既需要良好的代码技能,也需要人类解决问题的创造力
AlphaCode 不是第一个编程工具,Codex 以及 GitHub Copilot 都给人留下了深刻的印象。
但 DeepMind 认为,AlphaCode 和前辈们大有不同:最近的大规模语言模型展示了生成代码的惊人能力,现在能够完成简单的编程任务可是,当对更复杂,看不见的问题进行评估时,这些模型的表现仍然很差,这些问题需要解决问题的技能,而不仅仅是将指令翻译成代码
与 Twitter 上截然不同的是,Codeforces 高手们却多有抵触情绪。
一位程序员认为:这个 AI 真是个菜鸟。。
因为 AlphaCode 只有 1238 分,只相当于一个学生水平,一个参加信息学奥赛的中学生也能刷到这个水平。
虽然 DeepMind 声称 AlphaCode 是为了辅助人类,但也有程序员开始担心了:
现在连刷题的世界都被 AI 占领,本来这里是程序员们切磋的地方,AI 应该适可而止,给程序员们留一片净土吧!
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