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A-ProS: Towards Reliable Autonomous Programming Through Multi-Model Feedback

Code GenerationAutonomous ProgrammingMulti Model FeedbackLLM DebuggingCompetitive Programming

A-ProS 是一个自主编程系统,通过将 GPT-4 或 GPT-5 代码生成器与独立的 LLM 调试批评器和在线评测反馈配对,改进竞赛编程解法。在 367 道 ICPC 和 Codeforces 题目上,论文报告在三轮修复后有大幅提升,GPT-5 工作流尤其明显。

  • 单次生成的 LLM 代码在算法题上常常失败,因为模型不能使用编译器、运行时或评测反馈来修正错误解法。
  • 竞赛编程适合作为测试场景,因为每道题都有严格的正确性、时间和内存检查,部分正确或看起来合理的代码也不会得分。
  • 以往工作对迭代式代码修复中哪些部分真正有用,只有有限的控制性证据:持续上下文、重复采样,还是单独的批评器模型。
  • A-ProS 使用 GPT-4 和 GPT-5 作为解法生成器,并使用三个批评器模型提供调试反馈:Codestral-2508、Llama-3.3-70B 和 DeepSeek-R1。
  • 该设计测试 6 种工作流,来自生成器和批评器的 2 × 3 组合。
  • 每道题先生成一个 C++ 解法,然后在 Codeforces 返回 Accepted、Wrong Answer、Runtime Error 或 Time Limit Exceeded 等判定后,最多允许 3 轮修复。
  • 系统在修复轮次之间保留对话历史,这样生成器和批评器可以利用早先的失败结果,而不是每次都从空提示开始。
  • 评估覆盖 367 道题目:2011–2024 年 ICPC World Finals 的 167 道题,以及 1200–1800 分段的 200 道 Codeforces 题。
  • 在 367 题集合上,GPT-5 工作流的初始通过数从 39 提升到三轮修复后的 85–90。
  • 在同一集合上,GPT-4 工作流的初始通过数从 15 提升到三轮修复后的 31–38。
  • 在 47 道题的配对消融实验中,有状态修复在 Itr3 通过率上比无状态修复高 8.5–10.6 个百分点。
  • 与无状态修复相比,有状态修复将重复失败减少了 2.9×–3.5×。
  • A-ProS 报告的提升幅度比多轮无状态修复基线高 2.2×–2.3×。
  • 消融实验给出的 bootstrap 95% 置信区间为 GPT-5 的 [0.00, +0.15] 和 GPT-4 的 [0.00, +0.11],GPT-5 的精确 McNemar p 值约为 0.063。