Почему сами функторы STL шаблонны, а не их оператор вызова функции?

Это также сделало бы невозможным их специализацию для пользовательских типов.

Они должны быть точкой настройки.

Подведем итоги обсуждения в комментариях:

Хотя технически возможно сделать так, как предлагает Xeo, стандарт языка не позволяет этого.

Очень сложно написать шаблон рабочего класса, если пользователям разрешено специализировать отдельные функции шаблона. Однако в некоторых случаях может быть хорошей идеей специализировать весь класс для определенного пользователем типа.

Поэтому стандарт C++98 пишет (17.4.3.1):

Для программы C++ не определено добавлять объявления или определения в пространство имен std или пространства имен в пределах пространства имен std, если не указано иное. Программа может добавить специализации шаблона для любого шаблона стандартной библиотеки в пространство имен std.

Поскольку не указано иное, что код Xeo разрешен, мы должны понимать, что это не так. Возможно, не совсем очевидно! Или что «шаблонные специализации» применимы только к классам.

В новом стандарте C++11 эта часть расширена и более подробно описана (17.6.4.2):

Поведение программы на C++ не определено, если она добавляет объявления или определения в пространство имен std или в пространство имен внутри пространства имен std, если не указано иное. Программа может добавить специализацию шаблона для любого шаблона стандартной библиотеки в пространство имен std только в том случае, если объявление зависит от определяемого пользователем типа и специализация соответствует требованиям стандартной библиотеки для исходного шаблона и не запрещена явно.

Поведение программы на C++ не определено, если она объявляет

— явная специализация любой функции-члена шаблона класса стандартной библиотеки, или
— явная специализация любого шаблона функции-члена стандартного библиотечного класса или шаблона класса, или
— явная или частичная специализация любого члена шаблон класса стандартного библиотечного класса или шаблон класса.

Программа может явно создавать экземпляр шаблона, определенного в стандартной библиотеке, только если объявление зависит от имени определяемого пользователем типа и создание экземпляра соответствует требованиям стандартной библиотеки для исходного шаблона.

Может быть:

std::multiset<long, std::less<int> > moduloset;

Странная вещь, но дело в том, что std::less<int>, std::less<long>, std::less<unsigned int> реализуют разные математические функции, которые дают разные результаты при передаче (результат преобразования) определенных выражений-аргументов. Различные алгоритмы и другие стандартные библиотечные компоненты работают, задавая функтор, поэтому мне кажется логичным, что существуют разные функторы для представления этих разных математических функций, а не просто разные перегрузки operator() на одном функторе.

Более того, функтор с шаблоном operator() не может быть Adaptable Binary Predicate, поскольку у него нет типов аргументов (аргумент может иметь любой тип). Итак, если бы std::less был определен так, как вы предлагаете, он не мог бы участвовать в вещах в <functional>.

Также в весьма спекулятивной заметке - std::less, вероятно, был разработан до того, как поддержка функций-членов шаблона стала широко распространенной, поскольку в документации SGI STL есть различные примечания, в которых говорится: «Если ваша реализация не поддерживает шаблоны-члены, то это не так. т доступен». Для такого простого компонента, я думаю, был бы стимул сделать что-то, что работает сегодня. Когда он существует, стандартизация могла удалить его в пользу чего-то другого, но стоило ли нарушать существующий код? Если бы это было так важно, то либо вы, либо стандарт могли бы ввести функтор flexible_less, как вы описываете.

Наконец, почему

template<class T>
bool operator()(T const& lhs, T const& rhs){
  return lhs < rhs;
}

скорее, чем

template<class T, class U>
bool operator()(T const& lhs, U const& rhs){
  return lhs < rhs;
}

Для определяемых пользователем типов эти два значения могут не совпадать. Да, это несправедливый вопрос, так как я не знаю, почему нет версии std::less с двумя шаблонами-аргументами ;-)