C++: функция шаблона, принимающая функцию, которая принимает другую функцию, которая использует ссылку на тип шаблона в качестве параметра

Это можно исправить, добавив std::type_identity_t к третьему параметру, чтобы он не участвовал в выводе параметров шаблона:

#include <iostream>
#include <vector>
#include <type_traits>

struct S
{
    unsigned u;
    float f;

    S(unsigned u0, float f0) : u(u0), f(f0) {}
};

template<typename T> bool contains(std::vector<T> vec, T elem, std::type_identity_t<bool (*)(const T&, const T&)> equivalent)
// Can also use following synaxis: std::type_identity_t<bool(const T&, const T&)> *equivalent
{
    // some implementation
}

int main() {
    std::vector<S> vec{{15, 17.8}};

    std::cout << contains(vec, S(15,159.48), [](const S& a, const S& b) -> bool {return a.u == b.u;}) << std::endl;
}

Если у вас нет С++ 20, вы можете легко определить его самостоятельно:

template< class T >
struct type_identity {
    using type = T;
};

template< class T >
using type_identity_t = typename type_identity<T>::type;

Почему этот код не компилируется и как это исправить? Я считаю, что из контекста понятно, что должна делать функция.

Проблема в том, что лямбда — это не функция; это объект с функцией (operator()) внутри него.

В вашем случае, учитывая, что лямбда не фиксируется, ее можно преобразовать в указатель функции.

Так почему же компилятор не преобразует лямбду в указатель на функцию? Есть еще одна проблема; своего рода проблема курицы и яйца: вывод типа шаблона T.

Шаблон contains()

template <typename T>
bool contains(std::vector<T> vec, T elem, bool equivalent(const T&, const T&))

Используйте тип T для всех аргументов: для vec, для elem и для equivalent. Поэтому компилятор пытается вывести T из всех аргументов.

Учитывая, что компилятор пытается вывести T, а также сформировать третий аргумент (проблема с курицей и яйцом), он не может вывести T из лямбда, потому что лямбда не является указателем на функцию и не может преобразовать лямбда в указатель на функцию, потому что не может т вывести T из лямбда.

Я вижу четыре возможных решения.

1. Первый — это решение в ответе sklott: определите contains(), используя std::type_identity, следующим образом.

template <typename T>
bool contains (std::vector<T> vec, T elem, std::type_identity_t<bool(*)(const T&, const T&)> equivalent) 

Или также следующим образом

template<typename T>
bool contains (std::vector<T> vec, T elem, std::type_identity_t<bool(const T&, const T&)> equivalent)

Таким образом, вы запрещаете вывод T из equivalent, T выводится (как S) из vec и elem, поэтому компилятор может преобразовать лямбду в функцию или в указатель на функцию.

2. Используйте другое имя типа шаблона (как предложено в комментарии) для функции или функционала

template <typename T, typename F>
bool contains (std::vector<T> vec, T elem, F equivalent)

3. Вы можете оставить без изменений функцию contains(), но вы можете изменить вызов, используя оператор + перед лямбдой, чтобы принудительно преобразовать лямбда в указатель функции.

// .........................V  the '+' operator force the conversion
contains(vec, S(15,159.48), +[](S const & a, S const & b)... 

Таким образом, компилятор получает указатель на функцию, правильно выводящий S, для T, также из третьего аргумента.

4. Вы можете оставить без изменений функцию contains() и указать тип шаблона в вызове

// .....VVV  S type is explicit, no type deduction take place
contains<S>(vec, S(15,159.48), [](S const & a, S const & b)... 

Таким образом, вызов явно указывает тип S для T. Таким образом, вывод типа не происходит, поэтому компилятор может преобразовать лямбду в функцию.