【Text2SQL 论文】评估 ChatGPT 的 zero-shot Text2SQL 能力

论文：A comprehensive evaluation of ChatGPT’s zero-shot Text-to-SQL capability

⭐⭐⭐⭐

arXiv:2303.13547

这篇论文呢综合评估了 ChatGPT 在 zero-shot Text2SQL 任务上的表现。

dataset 使用了 Spider、Spider-SYN、Spider-DK、Spider-Realistic、Spider-CG、ADVETA、CSpider、DuSQL、SParC 以及 CoSQL。

由于 ChatGPT 生成的 SQL 多样性，所以这里主要使用了 execution accuracy 作为 metric。

一、使用的 Prompt

下图展示了使用 ChatGPT 来做 Text2SQL 的 prompts：

• 上半的 prompt 是单轮对话的场景
• 下半的 prompt 是多轮对话的场景

二、Evaluation Metrics

这里主要使用了三个 evaluation metric：

• valid SQL（VA）：成功执行的 SQL 语句比例。
• execution accuracy（EX）：执行结果与标准 SQL 匹配的比例
• test-suite accuracy（TS）：测试套件是一组用于测试软件或系统特定部分的测试用例。在 Text2SQL 任务中，测试套件由一系列设计好的查询组成，这些查询旨在全面测试模型对不同 SQL 操作的理解和执行能力。这个指标通过执行测试套件中的所有测试用例，并根据执行准确性来评估模型的整体性能。它不仅考虑单个查询的成功执行，还考虑整个测试套件的覆盖率和成功率。

三、实验结果

整体上来说，ChatGPT 表现出很强的 Text2SQL 能力。

下面总结一些结论：

• 在 Spider 数据集上，ChatGPT 的表现比 SOTA 低了 14%，但是 ChatGPT 是 zero-shot 的，且未在 training set 上做 fine-tune。
• 在 Spider-SYN 和 Spider-Realistic 上，ChatGPT 表现也很不错，但与 SOTA 的差距稍大了一点，这也体现了当前的模型已经具备这两个场景的鲁棒性
• 在多轮对话的场景和需要外部知识的场景下，ChatGPT 由于其强大的世界知识和上下文建模能力，表现特别好。
• 在跨语言泛化的 Text2SQL 能力上，ChatGPT 的能力有待进一步改进。

做了一些 case study，发现 ChatGPT 总在一些小细节上犯错，论文给出了 4 个 error case：

1. ChatGPT 倾向于使用 LEFT JOIN 来设计 JOIN，但这模式在 Spider 数据集上并不经常出现
2. ChatGPT 经常对 database structure 产生迷惑性，导致找不到具体的 column
3. 由于生成的 SQL 缺少正确的语义解释性，导致生成错误的带有嵌套 SQL 的 WHERE 子句
4. 在 copy 特定 values 时出现错误，比如未保留大小写敏感性

四、总结

可以看出，ChatGPT 在 Text2SQL 任务上表现还不错，但仍然有不少的提高空间：

• 与 ChatGPT 进行多轮交互，以解决生成不可执行的 SQL 语句的问题
• 利用 DB 的报错来设计多轮对话，从而确保生成的 SQL 正确性
• 引入 in-context learning