Kani验证器中BoundedArbitrary派生宏对泛型默认参数的处理问题

在Rust形式化验证工具Kani的使用过程中，开发者发现当尝试为带有泛型默认参数的结构体派生BoundedArbitrary trait时，会出现编译错误。这个问题揭示了Kani验证器在宏处理上的一个局限性。

问题现象

当开发者定义一个包含泛型默认参数的结构体，并尝试为其派生BoundedArbitrary trait时：

#[derive(kani::BoundedArbitrary)]
pub struct Foo<T = i32> {
    #[bounded]
    v: Vec<T>,
}

编译器会报出以下错误：

1. 语法解析错误，提示在派生宏处期待7种可能的token
2. 过程宏产生了无法解析的token
3. 最终导致BoundedArbitrary trait没有为Foo实现

技术背景

Kani验证器提供的BoundedArbitrary trait及其派生宏是用于生成有界随机值的重要机制。这个机制允许在验证过程中控制数据结构的大小，避免状态空间爆炸问题。

在Rust中，泛型默认参数是一种便利特性，允许类型参数在没有显式指定时使用默认类型。然而，过程宏在处理这种语法时需要考虑更多边界情况。

问题根源分析

经过分析，这个问题源于Kani的派生宏在处理泛型参数时没有充分考虑默认参数的情况。具体表现为：

1. 宏展开时没有正确处理泛型参数列表中的默认类型指定
2. 生成的代码中可能包含了非法的语法结构
3. 最终导致编译器无法正确解析生成的代码

解决方案

解决这个问题需要修改BoundedArbitrary派生宏的实现，使其能够：

1. 正确识别和处理泛型参数中的默认类型指定
2. 在生成的代码中保持语法正确性
3. 确保生成的实现能够正确应用于所有可能的类型参数实例化

影响范围

这个问题会影响所有需要在Kani验证中使用以下特性的开发者：

1. 定义带有泛型默认参数的结构体
2. 需要对这些结构体使用有界随机生成功能
3. 依赖派生宏来自动实现相关trait

最佳实践建议

在问题修复前，开发者可以采取以下临时解决方案：

1. 避免在需要派生BoundedArbitrary的结构体中使用泛型默认参数
2. 显式指定所有泛型参数
3. 考虑手动实现BoundedArbitrary trait

这个问题提醒我们，在使用过程宏时，特别是涉及复杂泛型场景时，需要特别注意边界情况的处理。对于验证工具而言，语法支持的完备性直接影响到其在复杂项目中的可用性。