问题提出
初学C++时，通常一开始会学习iostream，给出如下的hello world程序：
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#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
cout << "Hello, world!" << endl;
return 0;
}
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当初没有多想，觉得其中的endl就像是一个全局变量。它相当于"\n"字符，只不过相比输出换行字符外，还强制做一下缓存刷新，确保内容被显示到屏幕上（或者写入文件中）。
也就是说：
相当于：
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cout << "\n"; // 输出换行字符
fflush(stdout); // 强制刷新标准输出设备
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最近，突然想到一连串相关的问题：
- 如果它是全局变量，那么它到底是个什么类型呢？
- 同类型是否还有其它变量呢？
- 若有，分别能执行什么功能呢？
于是，对C++ STL头文件做了搜索和调研，尝试搞清这些问题。
问题解决
在（我的系统中安装的）gcc-9.2.0的头文件中，找到如下定义：
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template<typename _CharT, typename _Traits>
inline basic_ostream<_CharT, _Traits>&
endl(basic_ostream<_CharT, _Traits>& __os)
{ return flush(__os.put(__os.widen('\n'))); }
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答案揭晓：原来“endl”是个函数。
在C/C++中，每个函数都相当于是一个静态的全局唯一的符号。
那么，当执行cout << endl时，到底发生了什么呢？
于是找到如下运算符重载的定义：
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__ostream_type&
operator<<(__ostream_type& (*__pf)(__ostream_type&))
{
// _GLIBCXX_RESOLVE_LIB_DEFECTS
// DR 60. What is a formatted input function?
// The inserters for manipulators are *not* formatted output functions.
return __pf(*this);
}
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也就是，如果给ostream（即cout的类型）通过运算符<<传入一个函数，则编译器会将其解析为运行该函数。
技巧解释
这是个很有趣的技巧。通过它，可以不需要定义全局变量，就能够实现类似于全局变量的效果。
为什么不直接使用全局变量呢？
考虑这样一种情况：发布一个非常简单的C++程序库。若使用全局变量，则需要考虑两个方面：
- 如何取名，确保与其他软件包不冲突。
- 如何将定义（即对存储空间的占用）塞入程序，这通常需要提供一个静态库（
*.a）文件，在程序最终生成时，链接进去。
如果不使用全局变量，则可以避免上述麻烦。
当然，也可以使用类来定义临时变量，实现类似功能，例如：
class foo { ... };
ostream& operator<<(ostream& os, foo& x) { ...; return os; }
// 使用：
voi test()
{
cout << foo() << endl;
}
但这种方式会需要在foo后面写出“()”，这很难看。而且更重要的，每次它都会生成临时变量，创建，然后销毁，这是很大的开销。
技巧应用
前段时间，我写了一个很短小的C/C++头文件，用于在终端展示带颜色的文本。当时想实现如下效果：
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cout << red << "red text " << green << "green text" << endl;
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通过研究endl的类型及实现，找到了这个优雅的方法，实现了该程序库：https://github.com/yanlinlin82/color-printf。
为方便，该实现代码转载展示如下：
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#define COLOR_NORMAL "\x1B[0m"
#define COLOR_RED "\x1B[31m"
#define COLOR_GREEN "\x1B[32m"
#define COLOR_YELLOW "\x1B[33m"
#define COLOR_BLUE "\x1B[34m"
#define COLOR_MAGENTA "\x1B[35m"
#define COLOR_CYAN "\x1B[36m"
#define COLOR_WHITE "\x1B[37m"
namespace cc // colorized characters
{
class normal_t {}; void normal (normal_t ) { }
class red_t {}; void red (red_t ) { }
class green_t {}; void green (green_t ) { }
class yellow_t {}; void yellow (yellow_t ) { }
class blue_t {}; void blue (blue_t ) { }
class magenta_t{}; void magenta(magenta_t) { }
class cyan_t {}; void cyan (cyan_t ) { }
class white_t {}; void white (white_t ) { }
std::ostream& operator << (std::ostream& os, void(*)(normal_t )) { return (os << COLOR_NORMAL ); }
std::ostream& operator << (std::ostream& os, void(*)(red_t )) { return (os << COLOR_RED ); }
std::ostream& operator << (std::ostream& os, void(*)(green_t )) { return (os << COLOR_GREEN ); }
std::ostream& operator << (std::ostream& os, void(*)(yellow_t )) { return (os << COLOR_YELLOW ); }
std::ostream& operator << (std::ostream& os, void(*)(blue_t )) { return (os << COLOR_BLUE ); }
std::ostream& operator << (std::ostream& os, void(*)(magenta_t)) { return (os << COLOR_MAGENTA); }
std::ostream& operator << (std::ostream& os, void(*)(cyan_t )) { return (os << COLOR_CYAN ); }
std::ostream& operator << (std::ostream& os, void(*)(white_t )) { return (os << COLOR_WHITE ); }
}
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这里用到C/C++编译器的一个特点，每个不同名称的class XXX { ... };，即使其内容和结构看起来完全相同，也都是不同的类型。所以，上述normal_t和red_t看起来都是相同的空类，其实它们是不同的类型。也因此，normal和red，因为传入参数的类型不同，就成为了不同类型的函数，进而可以用于operator<<的重载。
小结
std::endl是一个函数。- 函数本质上是一种特殊的全局变量，充分利用它的特点，结合C++的类型推断，可以帮助软件库的开发，提高库用户的易用性。