基于MCP的数学绘图客户端

数学绘图客户端 (talk2mcp_math_draw_client.py) 是一个 Python 应用程序，它将数学计算与可视化绘图功能相结合。它使用 Gemini AI 模型来处理数学查询并生成适当的响应。

功能

当前已实现的功能

• 与 Gemini AI 集成，用于解决数学问题
• 绘图功能，用于数学结果的可视化表示
• 迭代问题解决方式（最多 9 次迭代）
• 支持基本的数学运算和 ASCII 值计算
• 在画布上自动绘制结果
• 基本的错误处理和恢复
• 简单的画布操作
• 基本的文本放置
• 操作超时处理（LLM 操作的 10 秒超时）
• 会话管理
• 工具执行与参数验证

服务器要求

1. MCP 服务器设置：

   • Python 3.x 环境
   • 已安装 MCP 服务器包
   • 必需的服务器依赖项：
     • mcp 包
     • google-generativeai 用于 AI 集成
     • python-dotenv 用于环境管理

2. 服务器配置：

   • 端口配置（默认：8080）
   • 数学运算的内存分配
   • 画布大小设置（默认：1920x1080）
   • 最大并发连接数
   • 操作超时设置

3. 服务器工具：

   • 数学计算引擎
   • 绘图画布管理器
   • 工具执行处理程序
   • 会话管理器
   • 错误处理系统

前提条件

• Python 3.x
• 必需的 Python 包：
  • python-dotenv
  • google-generativeai
  • mcp 包

环境设置

1. 在项目根目录中创建一个 .env 文件
2. 添加您的 Gemini API 密钥：

   GEMINI_API_KEY=your_api_key_here
   

服务器设置

1. 安装服务器依赖项：

   pip install mcp google-generativeai python-dotenv
   

2. 在 config.json 中配置服务器设置：

   {
     "server": {
       "port": 8080,
       "max_connections": 10,
       "timeout": 30,
       "canvas": {
         "width": 1920,
         "height": 1080
       }
     }
   }
   

3. 启动 MCP 服务器：

   python example2-3_server.py
   

可用工具

当前已实现的工具

1. 数学运算：

   • 基本算术运算（加、减、乘、除）
   • 高级数学函数（指数、对数）
   • ASCII 值计算
   • 字符串操作和转换
   • 数组操作
   • 质数计算
   • 阶乘计算
   • 斐波那契数列生成

2. 绘图工具：

   • 绘制具有自定义尺寸的矩形
   • 具有格式的基本文本放置
   • 画布清除和重置
   • 基于坐标的绘图
   • 简单的颜色选择
   • 基本图层管理

计划的未来工具

1. 增强的数学运算
2. 高级绘图功能：
3. 分析工具：
4. 实用工具：

安装

1. 克隆存储库
2. 安装所需的包：

   pip install python-dotenv google-generativeai mcp
   

3. 按照上述说明设置您的环境变量

用法

1. 启动 MCP 服务器（请参阅服务器设置部分）
2. 确保服务器正在运行且可访问
3. 运行客户端：

   python talk2mcp_math_draw_client.py
   

服务器-客户端通信

1. 连接协议：

   • 客户端建立与服务器的连接
   • 身份验证握手
   • 工具列表同步
   • 会话初始化

2. 数据流：

   • 客户端发送数学查询
   • 服务器处理请求
   • 结果返回给客户端
   • 执行绘图命令
   • 状态更新进行通信

3. 错误处理：

   • 连接重试机制
   • 会话恢复
   • 工具执行回退
   • 资源清理

示例查询

1. 基本数学绘图：

计算单词 "HELLO" 的 ASCII 值之和，并将其绘制在画布中心的矩形内。

2. 复杂数学可视化：

找到前 5 个质数的指数值，将它们加起来，并将结果显示在坐标 (500, 300) 的蓝色矩形中。

3. 多重运算：

将单词 "MATH" 转换为 ASCII 值，计算它们的总和，找到平方根，并将结果显示在带有白色文本的红色矩形中。

4. 高级绘图：

在 (200, 200) 处绘制一个宽度为 400，高度为 300 的矩形，然后将 (2^10 + 3^5) 的结果放置在其中，并使用居中文本。

工作原理

1. 客户端使用 stdio 通信连接到 MCP 服务器
2. 它使用 Gemini AI 模型处理数学查询
3. 结果会自动绘制在画布上
4. 系统使用迭代方法（最多 9 次迭代）来解决复杂问题
5. 结果以视觉上吸引人的格式显示
6. 每个操作都根据工具模式进行验证
7. 错误处理和超时机制已到位

错误处理

客户端包括强大的错误处理功能，用于：

• API 超时（LLM 操作的 10 秒超时）
• 无效输入
• 连接问题
• 工具执行错误
• 绘图工具故障
• 参数验证错误
• 会话管理问题

贡献

欢迎提交问题和增强请求。

许可证

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故障排除

1. 常见问题：

   • 连接超时
   • 绘图工具故障
   • 内存问题
   • 性能问题
   • 身份验证错误

2. 解决方案：

   • 检查服务器状态
   • 验证网络连接
   • 清除缓存和临时文件
   • 更新依赖项
   • 检查系统资源

性能提示

1. 优化：

   • 使用适当的画布大小
   • 限制并发操作
   • 清除未使用的资源
   • 监控内存使用情况
   • 使用高效的算法

2. 最佳实践：

   • 定期备份
   • 系统更新
   • 资源监控
   • 错误日志记录
   • 性能测试