ByteDance Trae-Agent Structure

Project Tree Structure with Design Pattern Mapping

trae-agent/
β”œβ”€β”€ πŸ“ trae_agent/                    # Main Application Package
β”‚   β”œβ”€β”€ πŸ“ agent/                     # 🎯 STRATEGY + TEMPLATE METHOD + FACTORY
β”‚   β”‚   β”œβ”€β”€ base_agent.py             # Template Method Pattern (workflow definition)
β”‚   β”‚   β”œβ”€β”€ specialized_agents.py     # Strategy Pattern (different AI behaviors)
β”‚   β”‚   β”œβ”€β”€ agent_factory.py          # Factory Pattern (agent creation)
β”‚   β”‚   └── agent_manager.py          # Registry Pattern (agent lookup)
β”‚   β”‚
β”‚   β”œβ”€β”€ πŸ“ prompt/                    # πŸ—οΈ BUILDER + TEMPLATE METHOD
β”‚   β”‚   β”œβ”€β”€ prompt_builder.py         # Builder Pattern (flexible prompt construction)
β”‚   β”‚   β”œβ”€β”€ template_manager.py       # Template Method (standard prompt formats)
β”‚   β”‚   └── prompt_optimizer.py      # Strategy Pattern (optimization algorithms)
β”‚   β”‚
β”‚   β”œβ”€β”€ πŸ“ tools/                     # πŸ”§ COMMAND + REGISTRY + FACTORY
β”‚   β”‚   β”œβ”€β”€ base_tool.py              # Command Pattern (tool interface)
β”‚   β”‚   β”œβ”€β”€ tool_registry.py          # Registry Pattern (tool management)
β”‚   β”‚   β”œβ”€β”€ tool_factory.py           # Factory Pattern (tool instantiation)
β”‚   β”‚   └── implementations/          # Concrete Commands
β”‚   β”‚       β”œβ”€β”€ bash_tool.py          # Command: Bash execution
β”‚   β”‚       β”œβ”€β”€ file_tool.py          # Command: File operations
β”‚   β”‚       └── web_tool.py           # Command: Web interactions
β”‚   β”‚
β”‚   └── πŸ“ utils/                     # πŸ”§ UTILITY + CONFIGURATION
β”‚       β”œβ”€β”€ config_manager.py         # Configuration Pattern
β”‚       β”œβ”€β”€ logger.py                 # Observer Pattern (logging)
β”‚       └── validators.py             # Validation utilities
β”‚
β”œβ”€β”€ πŸ“ docs/                          # Documentation
β”œβ”€β”€ πŸ“ evaluation/                    # πŸ“Š OBSERVER PATTERN
β”‚   β”œβ”€β”€ trajectory_recorder.py        # Observer: Recording agent behavior
β”‚   β”œβ”€β”€ performance_monitor.py        # Observer: Performance tracking
β”‚   └── evaluator.py                  # Template Method: Standard evaluation
β”‚
β”œβ”€β”€ πŸ“ tests/                         # Testing Infrastructure
β”œβ”€β”€ 🐍 cli.py                         # 🎭 FACADE PATTERN
β”‚                                     # Simplified interface to complex system
β”œβ”€β”€ βš™οΈ trae_config.json.example       # Configuration Pattern
β”œβ”€β”€ βš™οΈ trae_config.yaml.example       # Configuration Pattern
└── πŸ“¦ pyproject.toml                 # Modern Python packaging

Design Pattern Interactions & Effects

β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”
β”‚                    🎭 CLI FACADE PATTERN                            β”‚
β”‚  β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”   β”‚
β”‚  β”‚              Simplified User Interface                      β”‚   β”‚
β”‚  β”‚   β€’ Single entry point for all operations                   β”‚   β”‚
β”‚  β”‚   β€’ Hides complex subsystem interactions                    β”‚   β”‚
β”‚  β”‚   β€’ Configuration-driven behavior                           β”‚   β”‚
β”‚  β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜   β”‚
β””β”€β”€β”¬β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜
   β”‚
   β–Ό
β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”
β”‚                 🏭 AGENT CREATION & MANAGEMENT                      β”‚
β”‚                                                                     β”‚
β”‚  🎯 STRATEGY PATTERN        πŸ—οΈ FACTORY PATTERN     πŸ“š REGISTRY      β”‚
β”‚  β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”       β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”    β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”  β”‚
β”‚  β”‚ Code Agent      │◄─────── Agent Factory   │◄──── Agent       β”‚  β”‚
β”‚  β”‚ Research Agent  β”‚       β”‚ β€’ Creates agentsβ”‚    β”‚ Registry    β”‚  β”‚
β”‚  β”‚ Writing Agent   β”‚       β”‚ β€’ Type-based    β”‚    β”‚ β€’ Lookup    β”‚  β”‚
β”‚  β”‚ General Agent   β”‚       β”‚   selection     β”‚    β”‚ β€’ Discovery β”‚  β”‚
β”‚  β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜       β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜    β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜  β”‚
β”‚           β”‚                          β”‚                       β”‚     β”‚
β”‚           β–Ό                          β–Ό                       β–Ό     β”‚
β”‚  πŸ“‹ TEMPLATE METHOD                                                 β”‚
β”‚  β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”   β”‚
β”‚  β”‚ Standard Agent Workflow:                                    β”‚   β”‚
β”‚  β”‚ 1. validate_input() ──► 2. process_task() ──► 3. format()  β”‚   β”‚
β”‚  β”‚                            β–²                               β”‚   β”‚
β”‚  β”‚                   Customizable Step                        β”‚   β”‚
β”‚  β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜   β”‚
β””β”€β”€β”¬β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜
   β”‚
   β–Ό
β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”
β”‚                    πŸ”§ TOOL SYSTEM ARCHITECTURE                      β”‚
β”‚                                                                     β”‚
β”‚  πŸ’» COMMAND PATTERN         🏭 TOOL FACTORY       πŸ“š TOOL REGISTRY  β”‚
β”‚  β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”       β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”    β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”  β”‚
β”‚  β”‚ BashTool.exe()  │◄─────── Tool Factory    │◄──── Tool        β”‚  β”‚
β”‚  β”‚ FileTool.exe()  β”‚       β”‚ β€’ Type-based    β”‚    β”‚ Registry    β”‚  β”‚
β”‚  β”‚ WebTool.exe()   β”‚       β”‚   creation      β”‚    β”‚ β€’ Dynamic   β”‚  β”‚
β”‚  β”‚ CustomTool.exe()β”‚       β”‚ β€’ Validation    β”‚    β”‚   discovery β”‚  β”‚
β”‚  β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜       β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜    β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜  β”‚
β”‚           β”‚                          β”‚                       β”‚     β”‚
β”‚           β–Ό                          β”‚                       β–Ό     β”‚
β”‚  πŸ”„ COMMAND EXECUTION PIPELINE                                      β”‚
β”‚  β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”   β”‚
β”‚  β”‚ Agent Request ──► Tool Selection ──► Command Execution      β”‚   β”‚
β”‚  β”‚      β”‚                   β”‚                    β”‚            β”‚   β”‚
β”‚  β”‚      β–Ό                   β–Ό                    β–Ό            β”‚   β”‚
β”‚  β”‚  Validation         Registry Lookup      Execute & Log     β”‚   β”‚
β”‚  β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜   β”‚
β””β”€β”€β”¬β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜
   β”‚
   β–Ό
β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”
β”‚               πŸ‘οΈ MONITORING & OBSERVATION SYSTEM                    β”‚
β”‚                                                                     β”‚
β”‚  πŸ“Š OBSERVER PATTERN                                               β”‚
β”‚  β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”    β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”    β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β” β”‚
β”‚  β”‚ Trajectory      β”‚    β”‚ Performance     β”‚    β”‚ Error           β”‚ β”‚
β”‚  β”‚ Recorder        β”‚    β”‚ Monitor         β”‚    β”‚ Handler         β”‚ β”‚
β”‚  β”‚ β€’ Action logs   β”‚    β”‚ β€’ Response time β”‚    β”‚ β€’ Exception     β”‚ β”‚
β”‚  β”‚ β€’ Decision tree β”‚    β”‚ β€’ Resource use  β”‚    β”‚   tracking      β”‚ β”‚
β”‚  β”‚ β€’ State changes β”‚    β”‚ β€’ Success rate  β”‚    β”‚ β€’ Recovery      β”‚ β”‚
β”‚  β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜    β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜    β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜ β”‚
β”‚           β”‚                       β”‚                       β”‚        β”‚
β”‚           β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”Όβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜        β”‚
β”‚                                   β–Ό                                β”‚
β”‚  πŸ” ANALYSIS & RESEARCH INSIGHTS                                   β”‚
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β”‚  β”‚ β€’ Agent behavior analysis                                   β”‚   β”‚
β”‚  β”‚ β€’ Performance optimization insights                         β”‚   β”‚
β”‚  β”‚ β€’ Debugging and troubleshooting data                       β”‚   β”‚
β”‚  β”‚ β€’ Research reproducibility                                  β”‚   β”‚
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Pattern Synergies & Combined Effects

πŸ”„ Pattern Collaboration Flow

USER REQUEST
     β”‚
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🎭 FACADE (cli.py)
     β”‚ Simplifies complex operations
     β–Ό
🏭 FACTORY + πŸ“š REGISTRY
     β”‚ Creates appropriate agent
     β–Ό
πŸ“‹ TEMPLATE METHOD + 🎯 STRATEGY
     β”‚ Standardized workflow + Custom behavior
     β–Ό
πŸ”§ COMMAND + 🏭 TOOL FACTORY
     β”‚ Executes tools through commands
     β–Ό
πŸ‘οΈ OBSERVER PATTERN
     β”‚ Monitors and records everything
     β–Ό
RESULT + INSIGHTS

🎯 Achieved System Properties

Pattern Combination
System Property
Benefit

Facade + Factory

Easy to Use

Single interface, automatic object creation

Strategy + Template Method

Flexible Workflows

Standard process, customizable behavior

Command + Registry

Extensible Tools

Dynamic tool discovery, plugin architecture

Observer + All Patterns

Transparent Operations

Full system observability for research

Factory + Strategy

Provider Independence

Easy switching between AI models/providers

Registry + Command

Plugin Architecture

Community extensibility, tool marketplace

🏒 Enterprise-Grade Features Enabled

β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”
β”‚                    PRODUCTION CAPABILITIES                      β”‚
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β”‚ πŸ”„ Multi-Provider Support    β”‚ Factory + Strategy patterns     β”‚
β”‚ πŸ›‘οΈ Error Resilience         β”‚ Command + Observer patterns     β”‚
β”‚ πŸ“ˆ Performance Monitoring    β”‚ Observer + Template Method      β”‚
β”‚ πŸ”Œ Plugin Extensibility     β”‚ Registry + Factory patterns     β”‚
β”‚ 🎯 Intelligent Routing      β”‚ Strategy + Chain of Resp.       β”‚
β”‚ πŸ“Š Research Analytics       β”‚ Observer + Command patterns     β”‚
β”‚ βš™οΈ Configuration Management  β”‚ Configuration + Factory         β”‚
β”‚ πŸ§ͺ A/B Testing Support      β”‚ Strategy + Observer patterns    β”‚
β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜

Key Insights

Why This Architecture Works

  1. 🎭 Facade Pattern: Provides simple CLI interface while hiding system complexity

  2. 🏭 Factory Ecosystem: Creates consistent object families (agents, tools, providers)

  3. πŸ“‹ Template Method: Ensures consistent behavior while allowing customization

  4. πŸ‘οΈ Observer Network: Enables complete system transparency for research

  5. πŸ”§ Command System: Makes operations reversible, loggable, and extensible

Pattern Integration Benefits

  • Maintainability: Clear boundaries between components

  • Extensibility: Easy to add new agents, tools, and providers

  • Observability: Complete transparency for research and debugging

  • Reliability: Robust error handling and recovery mechanisms

  • Performance: Optimized workflows with intelligent routing

This architecture demonstrates how multiple design patterns work together to create a sophisticated, research-friendly AI agent system that balances power with usability.

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