为何C++ STL中map与std::sort的比较器传参规则存在差异？

二者最核心的差异：STL算法对比较器是运行时参数传递，无强制类型要求；STL关联容器对比较器是编译期类型绑定，必须在模板参数中显式指定比较器的具体类型。

两类STL组件的设计逻辑本质不同 #

STL算法的运行时参数传递机制 #

以std::sort为代表的STL排序、查找类算法是函数模板，比较器是作为运行时传入的函数参数存在的：

• 算法本身不会在编译期固定比较器的类型，只要传入的对象支持带两个参数的可调用操作、返回值可转换为bool，就可以正常工作。
• 传入临时构造的仿函数对象cmp()时，算法会按值拷贝该对象到内部实现逻辑中，全程不需要提前感知比较器的具体类型，因此这种写法完全合法。

对应可正常运行的代码示例：

// 仿函数定义
class cmp{  // simple comparison function
public:
    bool operator()(const int x,const int y)
    { return x > y; }
};

// 合法的sort调用
std::sort(vec.begin(), vec.end(), cmp());

STL关联容器的编译期类型绑定机制 #

std::map、std::set这类关联容器是类模板，所有核心组件都需要在编译期通过模板参数固定类型：

• 容器的模板参数列表中，第三个位置的参数就是比较器的类型，这个类型会直接成为容器内部的成员类型，在类定义阶段就完全确定，无法在运行时通过传入一个临时对象自动推导替换。
• 当你写std::map<int, int> mp(cmp())时，没有显式指定第三个模板参数，容器会使用默认的比较器类型std::less<int>，传入的cmp()和内部默认的比较器类型完全不匹配，因此构造逻辑无法正常运行。
• 当你写std::map<int, int, cmp> mp;时，显式把cmp指定为比较器的模板类型参数，容器内部会自动默认构造一个cmp类型的比较器成员，因此可以正常运行。

对应代码示例：

// 无法正常工作的写法
std::map<int, int> mp(cmp());
// 可以正常工作的写法
std::map< int, int, cmp> mp;

Lambda表达式场景的同类差异解释 #

Lambda的使用现象本质和仿函数完全一致：

• 每个Lambda表达式都会对应一个编译器生成的、独一无二的匿名闭包类型，并非通用可自动匹配的类型。
• 当你写std::map<int, int, bool(*)(int, int)> mp(lamda)时，显式指定了比较器的类型为匹配无捕获Lambda的函数指针类型，传入的Lambda可以隐式转换为对应函数指针，因此构造逻辑可以正常运行。
• 当你写std::map<int, int> mp(lambda)时，没有显式指定比较器的模板类型，容器仍然使用默认的std::less<int>作为内部比较器类型，传入的Lambda闭包类型和默认类型不匹配，因此无法正常工作。

对应代码示例：

// Lambda定义
auto lamda = [](const int x, const int y)
{ return x > y; };

// 可以正常工作的写法
std::map<int, int, bool(*)(int, int)> mp(lamda);
// 无法正常工作的写法
std::map<int, int > mp(lambda);

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Anirban Saha