从std::cout和endl说起

正文

         问题是这样的……

相信下面这个程序凡是会写C++程序的同仁都认得，估计学会的第一个C++程序就是它了吧：

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//        水之真谛
// http://blog.csdn.net/FantasiaX
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#include <iostream>
int main(int argc, char *argv[])
{
         std::cout << "Hello, World." << std::endl;
         return 0;
}


        

         我会写一点C语言的程序，于是在写这个程序的时候就对很多东西“想当然”了。比如对于操作符“<<”，在心里一直是与C语言的printf()函数对应起来的——认为它就是封装进了ostream对象中的printf()函数。既然是这样，那么对于“endl”，自然就“想当然”地认为它是“\n”了。

         突然有一天，在Visual Studio弹出的代码自动完成窗口中发现，endl不是一个成员变量（如果它代表一个字符，那么理应是一个字符类型的成员变量）而是一个成员函数！大脑中立刻蹦出一个解释：或许endl函数的返回值是字符“\n”吧？可是这个答案存活了不到一秒钟就被否定了——如果想让一个函数执行从而得到它的返回值，应该是调用这个函数，所以写法应该是“std::endl()”而不是“std::endl”。写成“std::endl”是将函数名放在这里,并不是在调用这个函数。哈~~脑子里的概念开始互相打架了~~

         因为问题是出在了endl上，所以一直在查endl的定义——结果除了发现MSDN里有个Bug之外，一无所获L

MSDN里是这样声名的：

template class<_Elem, _Tr>
basic_ostream<_Elem, _Tr>& endl( basic_ostream<_Elem, _Tr>& _Ostr );

红色标记的地方写错了:p

C++ ISO文档里是这样声名的：

template <class charT, class traits>
basic_ostream<charT,traits>& endl(basic_ostream<charT,traits>& os);

按MSDN里模板的“写法”根本编译不过去，呵呵。

         不过，MSDN里的说明还是非常有用的——Terminates a line and flushes the buffer. 可是函数的功能是“结束一行并冲洗缓冲区”，如果想执行这个功能，应该是调用这个函数、应该写endl()而不是endl啊……看来问题又绕回去了。于是这事儿就放下了。

         今天遇到高手Sidney，又问起了这个问题。Sidney是研究过这个问题的，虽然没有给出我答案，但他提到这么一句话——“<<”操作符是被重载过的，可以接收一个函数作为参数。正好前几天我在写《深入浅出话回调》的时候写过类似的程序，经Sidney一点拨，顿时感觉豁然开朗。很快问题的答案就找到了——

1.         先查看<iostream>的成员，找到一个全局对象cout

2.         查看cout对象，发现它是ostream的一个实例

3.         查看<ostream>文件说明中的“<<”操作符，有10个重载，但是没有可将函数作为参数的

4.         仔细想了想，会不会是从别处继承来的呢？（操作符其实就是简写了的函数，完全可以当函数来对待）

5.         查看MSDN，发现ostream是由类模板basic_ostream<char, char_traits<char> >生成的

6.         查看basic_ostream<char, char_traits<char> >的说明，发现它也具有“<<”操作符，并且有15个重载。

7.         其中的一个卸载形式是——
basic_ostream& operator << ( basic_ostream& (*_Pfn)(basic_ostream&) );
说明cout的<<操作符可以接受一个函数指针（函数的地址）作为参数。
这个重载正好与endl函数的声名相匹配，所以<<后面是可以跟着endl的，也就是说，cout对象的<<操作符接受到endl函数的地址后会在后台调用endl函数，而endl函数会结束当前行并冲洗buffer。

最后啰嗦一句——你可能会问：不是函数指针吗？为什么不写“std::cout<<&endl”而写“std::cout<<endl”呢？实际上，函数名本身就代表的是函数的地址，&endl与endl的值是一样的J

不信你试试下面的代码，结果与上面的一样：

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#include <iostream>
int main(int argc, char *argv[])
{
         std::cout << "Hello, World." << &std::endl;
         return 0;
}