AP2O-Coder 讓大模型擁有「錯題本」，像人類一樣按題型高效刷題

作者：上交博士，在騰訊codebuddy 實習，發(fā)表一作頂會頂刊論文10篇（含best paper 等），開源PFLlib等明星項目，獲得社區(qū)贊譽。主要研究AI強化學習、AI合成數(shù)據(jù)、Agent 記憶等。

在 AI 輔助 Coding 技術快速發(fā)展的背景下，大語言模型（LLMs）雖顯著提升了軟件開發(fā)效率，但開源的 LLMs 生成的代碼依舊存在運行時錯誤，增加了開發(fā)者調(diào)試成本。

現(xiàn)有基于偏好優(yōu)化的改進方法，多依賴「通過 / 失敗」二元信號構(gòu)建訓練數(shù)據(jù)，難以知曉「錯在哪」，也忽視了模型能力在訓練時的動態(tài)變化特性。

針對此缺口，在騰訊 CodeBuddy 實習期間，我們提出自適應漸進式偏好優(yōu)化方法（AP2O），并構(gòu)建 AP2O-Coder 框架。該方法借鑒人類的「按題型高效刷題」經(jīng)驗出發(fā)，通過「考試 - 分析 - 糾錯 - 小測」的系統(tǒng)性流程提升模型代碼糾錯能力，在多款主流開源模型上實現(xiàn)最高 3% 的 pass@k 性能提升，同時降低訓練數(shù)據(jù)需求量。

• 論文標題：AP2O-Coder: Adaptively Progressive Preference Optimization for Reducing Compilation and Runtime Errors in LLM-Generated Code
• 論文鏈接：https://arxiv.org/pdf/2510.02393
• 開源代碼：https://github.com/TsingZ0/AP2O

一、現(xiàn)有方法的核心挑戰(zhàn)

與 AP2O-Coder 的針對性設計

當前離線偏好優(yōu)化方法（如 DPO 等）在 LLM 代碼糾錯任務中面臨三大核心挑戰(zhàn)：

• 錯誤類型感知缺失：僅依賴單元測試的二元反饋信號，無法知曉類型錯誤（如 KeyError、ValueError 等），導致模型難以定位錯誤原因；
• 訓練聚焦性不足：訓練數(shù)據(jù)采用隨機打亂的方式批量輸入，模型需在多種錯誤類型間頻繁切換適應，糾錯學習的針對性不強；
• 動態(tài)適配能力薄弱：靜態(tài)構(gòu)建的訓練集無法匹配模型訓練過程中不斷變化的能力短板，易引發(fā)災難性遺忘或訓練資源浪費。

為應對上述挑戰(zhàn)，AP2O-Coder 借鑒人類按題型進行的「錯題整理 - 專題突破 - 定期復盤」的學習模式，構(gòu)建了包含四大核心模塊的優(yōu)化框架，旨在實現(xiàn)錯誤信息的深度利用與模型能力的動態(tài)適配。

二、AP2O-Coder 的

核心技術框架與工作機制

AP2O-Coder 的核心設計思路是通過系統(tǒng)化流程實現(xiàn)錯誤類型的精準捕捉、漸進式優(yōu)化與動態(tài)適配，其整體框架包含四個關鍵步驟（如圖 1 所示）：

圖 1：AP2O-Coder 框架流程圖

代碼生成評估（Exam）

為全面掌握目標模型的初始能力邊界，該模塊讓 LLM 在 M 個編程任務上生成 N 個候選答案（采用溫度系數(shù) 1.0 的設置以充分探索能力范圍），通過配套的單元測試獲取每個答案的「通過 / 失敗」標簽，形成初始訓練數(shù)據(jù)集，為后續(xù)錯誤分析提供基礎。

錯誤診斷分析（Analysis）

借助編程語言專用分析工具（如 Python 解釋器）對所有失敗答案進行結(jié)構(gòu)化解析，標注具體錯誤類型并統(tǒng)計各類錯誤的出現(xiàn)頻率，按錯誤題型構(gòu)建結(jié)構(gòu)化的「錯題本」。該過程實現(xiàn)了從二元反饋到精細化錯誤信息的轉(zhuǎn)化，為針對性優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支撐。

漸進式偏好優(yōu)化（Correction）

自適應錯誤回放（Quiz）

為適配模型訓練過程中的能力變化，該模塊定期在一個小驗證集上評估模型性能，實時捕捉當前階段的高頻錯誤類型，找出模型依舊犯錯的題型，將其對應的失敗答案重新納入訓練流程。通過動態(tài)調(diào)整訓練數(shù)據(jù)分布，確保模型始終聚焦于當前的能力短板，有效緩解災難性遺忘問題。

三、實驗驗證與結(jié)果分析

研究團隊在 6 款主流 LLM（含代碼專用模型 CodeLlama、DeepSeek-Coder、Qwen2.5-Coder 與通用模型 Llama3、Qwen2.5、Qwen3）上開展了系統(tǒng)驗證，參數(shù)規(guī)模覆蓋 0.5B - 34B，實驗基準包括 EvalPlus（HumanEval/MBPP）與 LiveCodeBench v6，主要取得以下研究發(fā)現(xiàn)：

性能提升的有效性

在不同類型與參數(shù)規(guī)模的模型上，AP2O-Coder 均展現(xiàn)出穩(wěn)定的性能改進。如下表所示，在 EvalPlus（HumanEval）基準上，AP2O-Coder (H2L) 即使對于 30B+ 的大參數(shù)模型，也能實現(xiàn) 2.8% - 3.4% 的性能優(yōu)化，且未出現(xiàn)現(xiàn)有后訓練方法中性能退化現(xiàn)象。

表 1：各種類型和規(guī)模代碼的 LLM 在 Pass@1 on EvalPlus (HumanEval) 上的表現(xiàn)。

錯誤抑制效果與泛化能力

圖 2：使用 Qwen2.5-Coder-7B 在測試基準上出現(xiàn)錯誤的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。

圖 3：使用 Qwen2.5-Coder-7B 在測驗階段對驗證集上的錯誤統(tǒng)計結(jié)果。我們的 AP2O-Coder 能夠逐步減少錯誤。

如圖 2 所示，相較于 SFT、DPO 等基線方法，AP2O-Coder 能夠有效降低各類錯誤的發(fā)生頻率，且未引入新的錯誤類型。如圖 3，在 Qwen2.5-Coder-7B 的實驗中，高頻錯誤「WrongResult」的發(fā)生率顯著下降，IndexError 等小眾錯誤在訓練后期實現(xiàn)清零。同時，該方法在 pass@5、pass@10 等指標上的穩(wěn)定提升（如圖 4），表明其增強了模型代碼生成的泛化能力。

圖 4：在不同模型規(guī)模下，使用 DeepSeek-Coder 在 EvalPlus (HumanEval) 基準上的 pass@5 和 pass@10 表現(xiàn)。

樣本效率的優(yōu)化

圖 5：用于在 MBPP 訓練集上對不同規(guī)模的 Qwen2.5-Coder 進行訓練并達到最優(yōu)性能的偏好數(shù)據(jù)對需求。

AP2O-Coder 通過錯誤類型的精準聚焦，顯著提升了訓練數(shù)據(jù)的利用效率。實驗結(jié)果顯示，該方法僅需 4% - 60% 的偏好數(shù)據(jù)即可達到傳統(tǒng) DPO 方法的最優(yōu)性能，在 32B 參數(shù)規(guī)模的模型上，數(shù)據(jù)需求量減少更為明顯（如圖 5），這就和班上刷題時，優(yōu)等生所需刷題量更少類似，為低資源場景下的 LLM 代碼優(yōu)化提供了可行路徑。

通用 LLM 適配性

圖 6：在將通用 LLM（如 Qwen2.5、Qwen3 和 Llama3）適配到代碼領域時，其在 EvalPlus (MBPP) 上的 pass@1 表現(xiàn)。

AP2O-Coder 不僅適用于代碼專用 LLM，也能有效支持通用 LLM 向代碼領域的適配。在 Qwen3、Llama3 等通用模型的實驗中，經(jīng)過該方法優(yōu)化后，模型在 MBPP 基準上的 pass@1 分數(shù)顯著提升，驗證了其跨模型類型的適配能力（如圖 6）。

四、研究發(fā)現(xiàn)與方法特性

實驗過程中，團隊發(fā)現(xiàn)了優(yōu)化策略與模型規(guī)模的適配規(guī)律：

對于Qwen2.5-Coder，小參數(shù)模型（≤ 3B）采用「低頻錯誤 -> 高頻錯誤」的優(yōu)化順序更具優(yōu)勢，這一策略可避免模型因能力有限而陷入高頻常見錯誤的學習困境，而讓小模型一開始能看到不同種類的錯誤，跳出局部最優(yōu)；

大參數(shù)模型（≥ 7B）采用「高頻錯誤 -> 低頻錯誤」的順序效果更優(yōu)，能夠充分發(fā)揮其強學習能力，快速實現(xiàn)整體錯誤率的下降。這一發(fā)現(xiàn)為不同規(guī)模 LLM 的代碼優(yōu)化提供了針對性參考。