如何在C++函数定义中正确定义并使用std::less作为模板参数？

问题场景 #

尝试将std::less<float>作为模板参数传递给order函数以实现比较逻辑，但编译报错。以下是原代码及错误信息：

原示例代码

#include <iostream>
#include <functional>

template<typename CMP>
float order(float a, float b)
{
    return CMP(a, b) ? a : b;               // 编译错误                                                               
    // return CMP::operator()(a,b) ? a : b; // 另一种尝试
    // return (a CMP b) ? a : b;            // ¯\_(ツ)_/¯
}

int main() 
{
    const float A = order<std::less<float>>(3.1, 7.2);  // 编译错误
    const float B = order<std::greater<float>>(3.1, 7.2);
    std::cout << "A=" << A << "\n";
    std::cout << "B=" << B << "\n";
    return 0;
}

编译错误信息

$ g++ -std=c++17 foo.cpp -o foo

foo.cpp:6:12: error: no matching constructor for initialization of 'std::__1::less<float>'
foo.cpp:12:21: note: in instantiation of function template specialization 'order<std::__1::less<float> >' requested here
const float A = order<std::less<float>>(3.1, 7.2);
                ^

错误原因 #

std::less<float>是函数对象类，而非普通函数。原代码中CMP(a, b)试图用两个float参数构造该类的对象，但std::less的构造函数不需要任何参数，因此触发构造不匹配的错误。

正确实现方式 #

方式1：创建函数对象实例后调用operator()

这是最直接的修正方式，先实例化CMP类型的对象，再调用其operator()完成比较：

#include <iostream>
#include <functional>

template<typename CMP>
float order(float a, float b)
{
    CMP cmp; // 实例化比较器对象
    return cmp(a, b) ? a : b;
}

int main() 
{
    const float A = order<std::less<float>>(3.1, 7.2);
    const float B = order<std::greater<float>>(3.1, 7.2);
    std::cout << "A=" << A << "\n"; // 输出A=3.1
    std::cout << "B=" << B << "\n"; // 输出B=7.2
    return 0;
}

方式2：使用std::invoke统一处理可调用类型（C++17及以上）

std::invoke可以统一调用各种可调用实体（函数对象、函数指针、lambda等），代码更简洁：

#include <iostream>
#include <functional>
#include <utility> // 包含std::invoke

template<typename CMP>
float order(float a, float b)
{
    // 创建临时CMP实例并调用
    return std::invoke(CMP{}, a, b) ? a : b;
}

int main() 
{
    const float A = order<std::less<float>>(3.1, 7.2);
    const float B = order<std::greater<float>>(3.1, 7.2);
    std::cout << "A=" << A << "\n";
    std::cout << "B=" << B << "\n";
    return 0;
}

方式3：将比较器作为函数参数传递（更灵活）

这种方式无需显式指定模板参数，编译器会自动推导比较器类型，同时支持传递带状态的自定义函数对象：

#include <iostream>
#include <functional>

template<typename CMP>
float order(float a, float b, CMP cmp)
{
    return cmp(a, b) ? a : b;
}

int main() 
{
    const float A = order(3.1, 7.2, std::less<float>{});
    const float B = order(3.1, 7.2, std::greater<float>{});
    std::cout << "A=" << A << "\n";
    std::cout << "B=" << B << "\n";
    return 0;
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者wcochran