Multi_Swarm_Coevolutive/src/multi_swarm/genome/mutation_prompt_llm.py

"""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,
    cost_tracker: Any | None = None,
    repo: Any | None = None,
    run_id: str | None = None,
) -> 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``.

    Se ``cost_tracker``, ``repo`` e ``run_id`` sono forniti, la chiamata mutator
    viene registrata con ``call_kind="mutation"`` per audit budget.
    """
    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)

    # Cost tracking call_kind="mutation" se sink fornito.
    if cost_tracker is not None and repo is not None and run_id is not None:
        in_tok = getattr(result, "input_tokens", 0)
        out_tok = getattr(result, "output_tokens", 0)
        cr = cost_tracker.record(
            input_tokens=in_tok,
            output_tokens=out_tok,
            tier=mutator_tier,
            run_id=run_id,
            agent_id=g.id,
            call_kind="mutation",
        )
        repo.save_cost_record(
            run_id=run_id,
            agent_id=g.id,
            tier=mutator_tier.value,
            input_tokens=in_tok,
            output_tokens=out_tok,
            cost_usd=cr.cost_usd,
            call_kind="mutation",
        )

    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)