为什么std::apply传入函数模板失败，但传入C++20显式模板lambda却成功？

为什么普通函数模板无法直接传入std::apply #

函数模板并不是一个可直接使用、有确定类型的实体，它只是用于生成具体函数的蓝图。你直接书写add_generic这个模板名时，编译器无法自行确定应该将它实例化为哪个具体类型的函数，而std::apply的第一个参数要求是有确定类型的可调用对象，因此没有指定模板参数的函数模板无法完成类型推导，编译失败。
示例代码：

template<typename T>
T add_generic(T first, T second) { return first + second; }
// 编译错误：无法推导add_generic的实例化类型
std::apply(add_generic, std::make_pair(2.0f, 3.0f));

如果给普通函数模板显式指定实例化参数，std::apply(add_generic<double>, std::make_pair(2.0,3.0))就可以正常编译，本质就是此时传递的是已经实例化的、有确定类型的函数。

为什么C++20带显式模板参数的lambda可以正常工作 #

lambda表达式本质上是编译器生成的闭包类型的实例，不管它的调用运算符是不是模板，这个闭包实例本身的类型是完全确定的，不需要额外推导。
你给出的C++20 lambda：

[]<typename T>(T first,T second){
    return first+second;
}

编译器会为它生成一个类似如下结构的闭包类型：

struct __anonymous_closure {
    template<typename T>
    T operator()(T first, T second) const {
        return first + second;
    }
};

当你把这个lambda传给std::apply时，std::apply首先要推导的可调用对象类型就是这个__anonymous_closure，类型完全确定，没有任何歧义。后续std::apply内部会把tuple解包为两个double类型的参数，调用闭包的operator()时，自然可以推导出模板参数T为double，完成实例化，整个过程没有障碍。

普通函数模板和带模板参数lambda的核心差异 #

• 普通函数模板本身没有确定类型，只有在显式指定模板参数、或者能通过调用上下文推导出模板参数完成实例化后，才能得到可传递的具体函数实体。在std::apply的调用场景下，没有足够的上下文直接推导函数模板的实例化类型，因此失败。
• 带显式模板参数的lambda（包括泛型lambda）本身是有确定类型的闭包实例，可直接作为参数传递给std::apply，它的模板化调用运算符的推导是在std::apply内部完成调用时进行的，此时已经有解包后的实参，推导可以顺利完成。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Saeed Masoomi