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instructor

instructor

github.com/orchestra-researchデータ・データベース14.1k963 回インストール19 週間前に更新
リポジトリ

instructor について

Instructorは、LLMの応答から型付きデータを扱うPythonライブラリです。Pydanticモデルによる検証や失敗時の再試行に加え、ストリーミングと複数プロバイダーをサポートします。

主な機能

  1. 01Pydanticレスポンスモデル
  2. 02出力の自動検証
  3. 03検証失敗時の再試行
  4. 04部分結果のストリーミング
  5. 05複数プロバイダーの共通API

活用シーン

  1. 01テキストからの構造化データ抽出
  2. 02列挙型を使ったコンテンツ分類
  3. 03ストリーミング結果の処理

インストール

コマンドをコピーしてターミナルで実行します。

$npx skills add https://github.com/orchestra-research/ai-research-skills --skill instructor

インストール後、Claude Code で/instructorを入力して読み込まれたか確認します。

同梱ファイル

SKILL.md と一緒にインストールされる参考資料やスクリプト。

references/
examples.md
providers.md
validation.md

詳細

Instructor: 構造化された LLM 出力

このスキルを使用するタイミング

Instructor は次のような場合に使用します:

  • LLM の応答から構造化データを確実に抽出したいとき
  • Pydantic スキーマに対して出力を自動的に検証したいとき
  • 自動エラー処理付きで失敗した抽出を再試行したいとき
  • 型安全性と検証を伴って複雑な JSON をパースしたいとき
  • リアルタイム処理のために部分的な結果をストリームしたいとき
  • 一貫した API で複数の LLM プロバイダーをサポートしたいとき

GitHub スター数: 15,000 以上 | 実績: 100,000 人以上の開発者

インストール

# Base installation
pip install instructor

# With specific providers
pip install "instructor[anthropic]"  # Anthropic Claude
pip install "instructor[openai]"     # OpenAI
pip install "instructor[all]"        # All providers

クイックスタート

基本例: ユーザーデータの抽出
import instructor
from pydantic import BaseModel
from anthropic import Anthropic

# Define output structure
class User(BaseModel):
    name: str
    age: int
    email: str

# Create instructor client
client = instructor.from_anthropic(Anthropic())

# Extract structured data
user = client.messages.create(
    model="claude-sonnet-4-5-20250929",
    max_tokens=1024,
    messages=[{
        "role": "user",
        "content": "John Doe is 30 years old. His email is [email protected]"
    }],
    response_model=User
)

print(user.name)   # "John Doe"
print(user.age)    # 30
print(user.email)  # "[email protected]"
OpenAI を使用する場合
from openai import OpenAI

client = instructor.from_openai(OpenAI())

user = client.chat.completions.create(
    model="gpt-4o-mini",
    response_model=User,
    messages=[{"role": "user", "content": "Extract: Alice, 25, [email protected]"}]
)

中核となる概念

1. 応答モデル (Pydantic)

応答モデルは、LLM 出力の構造と検証ルールを定義します。

基本モデル
from pydantic import BaseModel, Field

class Article(BaseModel):
    title: str = Field(description="Article title")
    author: str = Field(description="Author name")
    word_count: int = Field(description="Number of words", gt=0)
    tags: list[str] = Field(description="List of relevant tags")

article = client.messages.create(
    model="claude-sonnet-4-5-20250929",
    max_tokens=1024,
    messages=[{
        "role": "user",
        "content": "Analyze this article: [article text]"
    }],
    response_model=Article
)

利点:

  • Python の型ヒントによる型安全性
  • 自動検証 (word_count > 0)
  • Field の説明による自己文書化
  • IDE の自動補完サポート
ネストされたモデル
class Address(BaseModel):
    street: str
    city: str
    country: str

class Person(BaseModel):
    name: str
    age: int
    address: Address  # Nested model

person = client.messages.create(
    model="claude-sonnet-4-5-20250929",
    max_tokens=1024,
    messages=[{
        "role": "user",
        "content": "John lives at 123 Main St, Boston, USA"
    }],
    response_model=Person
)

print(person.address.city)  # "Boston"
オプショナルフィールド
from typing import Optional

class Product(BaseModel):
    name: str
    price: float
    discount: Optional[float] = None  # Optional
    description: str = Field(default="No description")  # Default value

# LLM doesn't need to provide discount or description
制約のための列挙型
from enum import Enum

class Sentiment(str, Enum):
    POSITIVE = "positive"
    NEGATIVE = "negative"
    NEUTRAL = "neutral"

class Review(BaseModel):
    text: str
    sentiment: Sentiment  # Only these 3 values allowed

review = client.messages.create(
    model="claude-sonnet-4-5-20250929",
    max_tokens=1024,
    messages=[{
        "role": "user",
        "content": "This product is amazing!"
    }],
    response_model=Review
)

print(review.sentiment)  # Sentiment.POSITIVE
2. 検証

Pydantic が LLM 出力を自動的に検証します。検証に失敗した場合、Instructor は再試行します。

組み込みバリデーター
from pydantic import Field, EmailStr, HttpUrl

class Contact(BaseModel):
    name: str = Field(min_length=2, max_length=100)
    age: int = Field(ge=0, le=120)  # 0 <= age <= 120
    email: EmailStr  # Validates email format
    website: HttpUrl  # Validates URL format

# If LLM provides invalid data, Instructor retries automatically
カスタムバリデーター
from pydantic import field_validator

class Event(BaseModel):
    name: str
    date: str
    attendees: int

    @field_validator('date')
    def validate_date(cls, v):
        """Ensure date is in YYYY-MM-DD format."""
        import re
        if not re.match(r'\d{4}-\d{2}-\d{2}', v):
            raise ValueError('Date must be YYYY-MM-DD format')
        return v

    @field_validator('attendees')
    def validate_attendees(cls, v):
        """Ensure positive attendees."""
        if v < 1:
            raise ValueError('Must have at least 1 attendee')
        return v
モデルレベルの検証
from pydantic import model_validator

class DateRange(BaseModel):
    start_date: str
    end_date: str

    @model_validator(mode='after')
    def check_dates(self):
        """Ensure end_date is after start_date."""
        from datetime import datetime
        start = datetime.strptime(self.start_date, '%Y-%m-%d')
        end = datetime.strptime(self.end_date, '%Y-%m-%d')

        if end < start:
            raise ValueError('end_date must be after start_date')
        return self
3. 自動再試行

Instructor は検証に失敗すると自動的に再試行し、エラーのフィードバックを LLM に返します。

# Retries up to 3 times if validation fails
user = client.messages.create(
    model="claude-sonnet-4-5-20250929",
    max_tokens=1024,
    messages=[{
        "role": "user",
        "content": "Extract user from: John, age unknown"
    }],
    response_model=User,
    max_retries=3  # Default is 3
)

# If age can't be extracted, Instructor tells the LLM:
# "Validation error: age - field required"
# LLM tries again with better extraction

動作の仕組み:

  1. LLM が出力を生成する
  2. Pydantic が検証する
  3. 無効な場合: エラーメッセージを LLM に送り返す
  4. LLM がエラーのフィードバックを受けて再試行する
  5. max_retries に達するまで繰り返す
4. ストリーミング

リアルタイム処理のために部分的な結果をストリーミングします。

部分オブジェクトのストリーミング
from instructor import Partial

class Story(BaseModel):
    title: str
    content: str
    tags: list[str]

# Stream partial updates as LLM generates
for partial_story in client.messages.create_partial(
    model="claude-sonnet-4-5-20250929",
    max_tokens=1024,
    messages=[{
        "role": "user",
        "content": "Write a short sci-fi story"
    }],
    response_model=Story
):
    print(f"Title: {partial_story.title}")
    print(f"Content so far: {partial_story.content[:100]}...")
    # Update UI in real-time
イテラブルのストリーミング
class Task(BaseModel):
    title: str
    priority: str

# Stream list items as they're generated
tasks = client.messages.create_iterable(
    model="claude-sonnet-4-5-20250929",
    max_tokens=1024,
    messages=[{
        "role": "user",
        "content": "Generate 10 project tasks"
    }],
    response_model=Task
)

for task in tasks:
    print(f"- {task.title} ({task.priority})")
    # Process each task as it arrives

プロバイダーの設定

Anthropic Claude
import instructor
from anthropic import Anthropic

client = instructor.from_anthropic(
    Anthropic(api_key="your-api-key")
)

# Use with Claude models
response = client.messages.create(
    model="claude-sonnet-4-5-20250929",
    max_tokens=1024,
    messages=[...],
    response_model=YourModel
)
OpenAI
from openai import OpenAI

client = instructor.from_openai(
    OpenAI(api_key="your-api-key")
)

response = client.chat.completions.create(
    model="gpt-4o-mini",
    response_model=YourModel,
    messages=[...]
)
ローカルモデル (Ollama)
from openai import OpenAI

# Point to local Ollama server
client = instructor.from_openai(
    OpenAI(
        base_url="http://localhost:11434/v1",
        api_key="ollama"  # Required but ignored
    ),
    mode=instructor.Mode.JSON
)

response = client.chat.completions.create(
    model="llama3.1",
    response_model=YourModel,
    messages=[...]
)

一般的なパターン

パターン 1: テキストからのデータ抽出
class CompanyInfo(BaseModel):
    name: str
    founded_year: int
    industry: str
    employees: int
    headquarters: str

text = """
Tesla, Inc. was founded in 2003. It operates in the automotive and energy
industry with approximately 140,000 employees. The company is headquartered
in Austin, Texas.
"""

company = client.messages.create(
    model="claude-sonnet-4-5-20250929",
    max_tokens=1024,
    messages=[{
        "role": "user",
        "content": f"Extract company information from: {text}"
    }],
    response_model=CompanyInfo
)
パターン 2: 分類
class Category(str, Enum):
    TECHNOLOGY = "technology"
    FINANCE = "finance"
    HEALTHCARE = "healthcare"
    EDUCATION = "education"
    OTHER = "other"

class ArticleClassification(BaseModel):
    category: Category
    confidence: float = Field(ge=0.0, le=1.0)
    keywords: list[str]

classification = client.messages.create(
    model="claude-sonnet-4-5-20250929",
    max_tokens=1024,
    messages=[{
        "role": "user",
        "content": "Classify this article: [article text]"
    }],
    response_model=ArticleClassification
)
パターン 3: 複数エンティティの抽出
class Person(BaseModel):
    name: str
    role: str

class Organization(BaseModel):
    name: str
    industry: str

class Entities(BaseModel):
    people: list[Person]
    organizations: list[Organization]
    locations: list[str]

text = "Tim Cook, CEO of Apple, announced at the event in Cupertino..."

entities = client.messages.create(
    model="claude-sonnet-4-5-20250929",
    max_tokens=1024,
    messages=[{
        "role": "user",
        "content": f"Extract all entities from: {text}"
    }],
    response_model=Entities
)

for person in entities.people:
    print(f"{person.name} - {person.role}")
パターン 4: 構造化分析
class SentimentAnalysis(BaseModel):
    overall_sentiment: Sentiment
    positive_aspects: list[str]
    negative_aspects: list[str]
    suggestions: list[str]
    score: float = Field(ge=-1.0, le=1.0)

review = "The product works well but setup was confusing..."

analysis = client.messages.create(
    model="claude-sonnet-4-5-20250929",
    max_tokens=1024,
    messages=[{
        "role": "user",
        "content": f"Analyze this review: {review}"
    }],
    response_model=SentimentAnalysis
)
パターン 5: バッチ処理
def extract_person(text: str) -> Person:
    return client.messages.create(
        model="claude-sonnet-4-5-20250929",
        max_tokens=1024,
        messages=[{
            "role": "user",
            "content": f"Extract person from: {text}"
        }],
        response_model=Person
    )

texts = [
    "John Doe is a 30-year-old engineer",
    "Jane Smith, 25, works in marketing",
    "Bob Johnson, age 40, software developer"
]

people = [extract_person(text) for text in texts]

高度な機能

ユニオン型
from typing import Union

class TextContent(BaseModel):
    type: str = "text"
    content: str

class ImageContent(BaseModel):
    type: str = "image"
    url: HttpUrl
    caption: str

class Post(BaseModel):
    title: str
    content: Union[TextContent, ImageContent]  # Either type

# LLM chooses appropriate type based on content
動的モデル
from pydantic import create_model

# Create model at runtime
DynamicUser = create_model(
    'User',
    name=(str, ...),
    age=(int, Field(ge=0)),
    email=(EmailStr, ...)
)

user = client.messages.create(
    model="claude-sonnet-4-5-20250929",
    max_tokens=1024,
    messages=[...],
    response_model=DynamicUser
)
カスタムモード
# For providers without native structured outputs
client = instructor.from_anthropic(
    Anthropic(),
    mode=instructor.Mode.JSON  # JSON mode
)

# Available modes:
# - Mode.ANTHROPIC_TOOLS (recommended for Claude)
# - Mode.JSON (fallback)
# - Mode.TOOLS (OpenAI tools)
コンテキスト管理
# Single-use client
with instructor.from_anthropic(Anthropic()) as client:
    result = client.messages.create(
        model="claude-sonnet-4-5-20250929",
        max_tokens=1024,
        messages=[...],
        response_model=YourModel
    )
    # Client closed automatically

エラー処理

検証エラーの処理
from pydantic import ValidationError

try:
    user = client.messages.create(
        model="claude-sonnet-4-5-20250929",
        max_tokens=1024,
        messages=[...],
        response_model=User,
        max_retries=3
    )
except ValidationError as e:
    print(f"Failed after retries: {e}")
    # Handle gracefully

except Exception as e:
    print(f"API error: {e}")
カスタムエラーメッセージ
class ValidatedUser(BaseModel):
    name: str = Field(description="Full name, 2-100 characters")
    age: int = Field(description="Age between 0 and 120", ge=0, le=120)
    email: EmailStr = Field(description="Valid email address")

    class Config:
        # Custom error messages
        json_schema_extra = {
            "examples": [
                {
                    "name": "John Doe",
                    "age": 30,
                    "email": "[email protected]"
                }
            ]
        }

ベストプラクティス

1. 明確なフィールドの説明
# ❌ Bad: Vague
class Product(BaseModel):
    name: str
    price: float

# ✅ Good: Descriptive
class Product(BaseModel):
    name: str = Field(description="Product name from the text")
    price: float = Field(description="Price in USD, without currency symbol")
2. 適切な検証の使用
# ✅ Good: Constrain values
class Rating(BaseModel):
    score: int = Field(ge=1, le=5, description="Rating from 1 to 5 stars")
    review: str = Field(min_length=10, description="Review text, at least 10 chars")
3. プロンプトに例を含める
messages = [{
    "role": "user",
    "content": """Extract person info from: "John, 30, engineer"

Example format:
{
  "name": "John Doe",
  "age": 30,
  "occupation": "engineer"
}"""
}]
4. 固定カテゴリには列挙型を使用する
# ✅ Good: Enum ensures valid values
class Status(str, Enum):
    PENDING = "pending"
    APPROVED = "approved"
    REJECTED = "rejected"

class Application(BaseModel):
    status: Status  # LLM must choose from enum
5. 欠損データを適切に扱う
class PartialData(BaseModel):
    required_field: str
    optional_field: Optional[str] = None
    default_field: str = "default_value"

# LLM only needs to provide required_field

代替手段との比較

機能Instructor手動 JSONLangChainDSPy
型安全性✅ あり❌ なし⚠️ 部分的✅ あり
自動検証✅ あり❌ なし❌ なし⚠️ 限定的
自動再試行✅ あり❌ なし❌ なし✅ あり
ストリーミング✅ あり❌ なし✅ あり❌ なし
マルチプロバイダー✅ あり⚠️ 手動✅ あり✅ あり
学習コスト低低中高

Instructor を選ぶべきとき:

  • 構造化され検証済みの出力が必要な場合
  • 型安全性と IDE サポートがほしい場合
  • 自動再試行が必要な場合
  • データ抽出システムを構築している場合

代替手段を選ぶべきとき:

  • DSPy: プロンプトの最適化が必要な場合
  • LangChain: 複雑なチェーンを構築している場合
  • 手動: 単純な一回限りの抽出の場合

リソース

関連項目

  • references/validation.md - 高度な検証パターン
  • references/providers.md - プロバイダー固有の設定
  • references/examples.md - 実world のユースケース

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