feat(phase-2.5): mutate_prompt_llm operator + weighted dispatcher + GA wiring

Implementazione completa Phase 2.5 (LLM prompt mutator) seguendo il piano in
docs/superpowers/plans/2026-05-11-mutate-prompt-llm-phase-2-5.md.

Nuovo modulo src/multi_swarm/genome/mutation_prompt_llm.py:
- 6 mutation instructions (tighten_threshold, swap_comparator, add_condition,
  remove_condition, change_timeframe, add_temporal_gate)
- mutate_prompt_llm(g, llm, rng, mutator_tier=ModelTier.B): clona genome con
  tier B per la call mutator, costruisce system+user prompt con istruzione
  scelta random, estrae prompt da tag <prompt>...</prompt>, valida
- is_valid_prompt(): 3 check (lunghezza >= 50, keyword tecnica, diff > 5%
  Levenshtein-like via difflib.SequenceMatcher)
- Fallback random_mutate su qualsiasi validation fail O LLM exception

Esteso src/multi_swarm/genome/mutation.py con weighted_random_mutate dispatcher:
con probabilità prompt_mutation_weight invoca mutate_prompt_llm, altrimenti
random_mutate. Backward compat: llm=None oppure weight=0 → solo scalare.

Integrazione GA loop + RunConfig:
- GAConfig.prompt_mutation_weight: float = 0.0 (default off)
- next_generation(llm=...) propagato all'invocazione mutator
- RunConfig.prompt_mutation_weight con stesso default
- run_phase1: passa llm a next_generation solo se weight > 0
- scripts/run_phase1.py: flag CLI --prompt-mutation-weight

Tests (+18, 175 totale):
- tests/unit/test_mutation_prompt_llm.py (12): extract_prompt, is_valid_prompt
  3 check, operator success + fallback su 3 modi (invalid/identical/exception),
  tier B per LLM call, istruzione scelta dal pool
- tests/unit/test_mutation_dispatcher.py (4): weight 0/1/None + distribuzione
  30/70 su 1000 estrazioni con tolleranza ±5%
- tests/integration/test_ga_loop_with_prompt_mutator.py (2): loop con
  weight=1.0 produce prompt evoluti; backward compat weight=0 invariato

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2026-05-11 23:49:46 +02:00
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commit c38311e5fa
8 changed files with 597 additions and 4 deletions
+13 -3
View File
@@ -2,10 +2,11 @@ from __future__ import annotations
import random
from dataclasses import dataclass
from typing import Any
from ..genome.crossover import uniform_crossover
from ..genome.hypothesis import HypothesisAgentGenome
from ..genome.mutation import random_mutate
from ..genome.mutation import weighted_random_mutate
from .selection import elite_select, tournament_select
@@ -15,6 +16,7 @@ class GAConfig:
elite_k: int
tournament_k: int
p_crossover: float
prompt_mutation_weight: float = 0.0 # Phase 2.5: opt-in LLM mutator
def next_generation(
@@ -22,8 +24,14 @@ def next_generation(
fitnesses: dict[str, float],
cfg: GAConfig,
rng: random.Random,
llm: Any | None = None,
) -> list[HypothesisAgentGenome]:
"""Costruisce la prossima generazione: elitismo + tournament + crossover/mutate."""
"""Costruisce la prossima generazione: elitismo + tournament + crossover/mutate.
Quando ``cfg.prompt_mutation_weight > 0`` e ``llm`` è fornito, la mutazione
invoca ``weighted_random_mutate`` che con quella probabilità usa
``mutate_prompt_llm`` (Phase 2.5).
"""
new_pop: list[HypothesisAgentGenome] = list(
elite_select(population, fitnesses, cfg.elite_k)
)
@@ -35,7 +43,9 @@ def next_generation(
child = uniform_crossover(p1, p2, rng)
else:
parent = tournament_select(population, fitnesses, cfg.tournament_k, rng)
child = random_mutate(parent, rng)
child = weighted_random_mutate(
parent, rng, llm=llm, prompt_mutation_weight=cfg.prompt_mutation_weight
)
new_pop.append(child)
return new_pop[: cfg.population_size]
+20
View File
@@ -75,3 +75,23 @@ MUTATION_OPS = (
def random_mutate(g: HypothesisAgentGenome, rng: random.Random) -> HypothesisAgentGenome:
op = rng.choice(MUTATION_OPS)
return op(g, rng)
def weighted_random_mutate(
g: HypothesisAgentGenome,
rng: random.Random,
llm: Any | None = None,
prompt_mutation_weight: float = 0.0,
) -> HypothesisAgentGenome:
"""Dispatcher pesato fra mutate_prompt_llm e random_mutate scalare.
Con probabilità ``prompt_mutation_weight`` invoca ``mutate_prompt_llm``,
altrimenti ``random_mutate``. Se ``llm`` è ``None`` o il peso è 0,
è equivalente a ``random_mutate`` (backward-compat).
"""
if llm is not None and prompt_mutation_weight > 0 and rng.random() < prompt_mutation_weight:
# Import inline per evitare ciclo: mutation_prompt_llm importa da mutation.
from .mutation_prompt_llm import mutate_prompt_llm
return mutate_prompt_llm(g, llm, rng)
return random_mutate(g, rng)
@@ -0,0 +1,167 @@
"""Phase 2.5 operator: ``mutate_prompt_llm``.
Quinto operatore di mutazione che riscrive il ``system_prompt`` di un genoma
usando un LLM tier B come "mutator". Genera diversità prompt-level dove gli
altri quattro operatori toccano solo i quattro parametri scalari.
Fallback sicuro: se la mutazione LLM produce output invalido o troppo simile
al parent, l'operatore degrada silenziosamente a ``random_mutate``.
"""
from __future__ import annotations
import random
import re
from dataclasses import replace
from difflib import SequenceMatcher
from typing import Any, Protocol
from .hypothesis import HypothesisAgentGenome, ModelTier
from .mutation import _clone_with, random_mutate
# Sei tipi di mutazione "atomiche", scelti uniformemente.
MUTATION_INSTRUCTIONS: dict[str, str] = {
"tighten_threshold": (
"Rendi UNA soglia numerica nella strategia più restrittiva del 10-20%. "
"Esempio: se RSI > 70 diventa RSI > 78. Lascia tutto il resto identico."
),
"swap_comparator": (
"Inverti UN comparator (gt -> lt, gte -> lte o viceversa) in una sola "
"condizione. Mantieni lo stesso intent generale della strategia."
),
"add_condition": (
"Aggiungi UNA condizione AND a una rule esistente per renderla più "
"selettiva. La condizione deve usare una feature/indicator coerente con "
"il resto della strategia."
),
"remove_condition": (
"Rimuovi UNA condizione ridondante o ovvia da una rule, semplificando la "
"logica senza alterarne l'intent principale."
),
"change_timeframe": (
"Modifica UNA finestra rolling/lookback di +/- 20-40% (es. SMA(50) -> "
"SMA(70)). Solo un parametro temporale."
),
"add_temporal_gate": (
"Aggiungi UN gate temporale alla strategia usando una delle feature "
"'hour', 'dow', 'is_weekend', 'minute_of_hour' per filtrare il "
"trading a specifici momenti."
),
}
# Keyword tecniche minime per validare che il prompt sia ancora "una strategia".
_VALID_KEYWORDS = (
"rsi", "sma", "ema", "atr", "momentum", "breakout", "mean", "reversion",
"macd", "vwap", "bb", "bollinger", "stoch", "trend", "signal", "buy",
"sell", "long", "short", "entry", "exit", "stop", "rule", "condition",
"if", "when", "and", "or", "gt", "lt", ">", "<", "ge", "le",
"hour", "dow", "weekend", "indicator", "feature",
)
_MIN_PROMPT_LENGTH = 50
_MIN_DIFF_RATIO = 0.05 # Levenshtein-like: prompt deve essere almeno 5% diverso
_MUTATOR_SYSTEM_PROMPT = (
"Sei un mutator evolutivo per prompt di strategie di trading algoritmico. "
"Ricevi un PROMPT originale e una ISTRUZIONE di mutazione atomica. "
"Produci una versione modificata del prompt che applica SOLO quella "
"mutazione, preservando intent e struttura generale. "
"Output: solo il nuovo prompt fra tag <prompt>...</prompt>. "
"Nessun preambolo, nessuna spiegazione."
)
_PROMPT_RE = re.compile(r"<prompt>\s*(.*?)\s*</prompt>", re.DOTALL | re.IGNORECASE)
class _LLMClientLike(Protocol):
"""Subset minimo dell'API LLMClient che usa l'operatore.
Permette di mockare l'LLM nei test senza importare la classe concreta.
"""
def complete(
self,
genome: HypothesisAgentGenome,
system: str,
user: str,
max_tokens: int = ...,
) -> Any: ...
def _extract_prompt(text: str) -> str:
"""Estrae il prompt mutato dal completion text.
Cerca tag ``<prompt>...</prompt>``. Se assenti, ritorna il testo strip.
"""
m = _PROMPT_RE.search(text)
if m:
return m.group(1).strip()
return text.strip()
def _string_diff_ratio(a: str, b: str) -> float:
"""Ritorna ``1 - similarity`` (0.0 = identici, 1.0 = completamente diversi)."""
if not a and not b:
return 0.0
return 1.0 - SequenceMatcher(None, a, b).ratio()
def is_valid_prompt(new_prompt: str, parent_prompt: str) -> bool:
"""Validation gate per il prompt LLM-mutato.
Tre check:
1. Lunghezza minima 50 caratteri.
2. Contiene almeno una keyword tecnica (rsi, sma, signal, ecc).
3. Diversità Levenshtein-like > 5% rispetto al parent.
"""
if len(new_prompt) < _MIN_PROMPT_LENGTH:
return False
lowered = new_prompt.lower()
if not any(kw in lowered for kw in _VALID_KEYWORDS):
return False
if _string_diff_ratio(new_prompt, parent_prompt) < _MIN_DIFF_RATIO:
return False
return True
def mutate_prompt_llm(
g: HypothesisAgentGenome,
llm: _LLMClientLike,
rng: random.Random,
mutator_tier: ModelTier = ModelTier.B,
max_tokens: int = 2000,
) -> HypothesisAgentGenome:
"""Operatore di mutazione prompt-level via LLM mutator.
Sceglie una mutation-instruction casuale fra sei tipi, fa una chiamata
LLM tier B per ottenere il prompt mutato, valida l'output. Su validation
fail (output troppo corto, non-strategia, troppo simile al parent),
fallback silenzioso a ``random_mutate``.
"""
instruction_key = rng.choice(list(MUTATION_INSTRUCTIONS))
instruction = MUTATION_INSTRUCTIONS[instruction_key]
user_prompt = (
f"PROMPT ORIGINALE:\n{g.system_prompt}\n\n"
f"ISTRUZIONE DI MUTAZIONE ({instruction_key}):\n{instruction}\n\n"
f"Genera la versione modificata fra tag <prompt>...</prompt>."
)
# Mutator usa un tier diverso (B) — clone temporaneo del genoma con tier override.
mutator_genome = replace(g, model_tier=mutator_tier)
try:
result = llm.complete(
mutator_genome,
system=_MUTATOR_SYSTEM_PROMPT,
user=user_prompt,
max_tokens=max_tokens,
)
except Exception:
return random_mutate(g, rng)
new_prompt = _extract_prompt(getattr(result, "text", ""))
if not is_valid_prompt(new_prompt, g.system_prompt):
return random_mutate(g, rng)
return _clone_with(g, system_prompt=new_prompt)
+6 -1
View File
@@ -49,6 +49,7 @@ class RunConfig:
fees_bp: float = 5.0
n_trials_dsr: int = 50
db_path: Path = field(default_factory=lambda: Path("./runs.db"))
prompt_mutation_weight: float = 0.0 # Phase 2.5: opt-in LLM mutator
def run_phase1(
@@ -90,6 +91,7 @@ def run_phase1(
elite_k=cfg.elite_k,
tournament_k=cfg.tournament_k,
p_crossover=cfg.p_crossover,
prompt_mutation_weight=cfg.prompt_mutation_weight,
)
try:
@@ -173,7 +175,10 @@ def run_phase1(
)
if gen < cfg.n_generations - 1:
population = next_generation(population, fitnesses, ga_cfg, rng)
population = next_generation(
population, fitnesses, ga_cfg, rng,
llm=llm if cfg.prompt_mutation_weight > 0 else None,
)
repo.complete_run(
run_id, total_cost=repo.total_cost(run_id), status="completed"