如果要簡單列印一個bool值：

std::cout << true;

結果是1，也就是true這個literal的位元組儲存表示。

但是有時候我們希望打印出來“true”，可以這麼寫：

std::cout << std::boolalpha << true;

其中std::boolalpha屬於一類叫做manipulator（控制符）的函式，原型是：

ios_base& std::boolalpha(ios_base& str);

這個函式的作用是改變輸入輸出流str的格式屬性，使其之後在遇到bool引數時以文字方式處理。注意這個狀態的變更是持久的，之後所有std::cout的輸出都會受到影響，直到再呼叫std::noboolalpha()恢復。

這裡最讓人困惑的，就是這個函式在上面使用的時候，看起來並不像一個函式，因為沒有括號，而且引數也沒看到。

先看看正常的寫法：

std::boolalpha(std::cout);
std::cout << true;

這麼寫很好理解，先改變狀態，然後列印。結果是一致的。

那最初的寫法是什麼原理呢？

在Visual Studio裡面跟蹤操作符<<的定義，發現它是basic_ostream類的這麼一個過載方法：

basic_ostream& __CLR_OR_THIS_CALL operator<<(ios_base&(__cdecl* _Pfn)(ios_base&) ) { //
 
 call ios_base manipulator
    _Pfn(*this);
    return *this;
}

原來<<接受的是一個函式指標，這個函式的引數和返回值都是ios_base的引用。裡面只是簡單地呼叫了一下這個函式而已。

我們可以換個寫法驗證一下：

std::ios_base& (*func)(std::ios_base&) = std::boolalpha;
std::cout << func << true;

這裡我們先儲存函式指標到func，然後再傳進來，最終結果也是一樣的。

另外，std::endl也是一種manipulator，甚至我們還能定義自己的manipulator，只要符合同樣的函式宣告。

擴充套件：

上述的manipulator是無參的，實際上還有帶參的，例如常見的std::setprecision(n)，這個似乎沒法通過函式指標來解釋了。

首先看它的宣告：

_Smanip<long long> setprecision(long long n);

和之前不太一樣，引數只有一個n，返回的是這個東西：

// STRUCT TEMPLATE _Smanip
template <class _Arg>
struct _Smanip { // store function pointer and argument value
    _Smanip(void(__cdecl* _Left)(ios_base&, _Arg), _Arg _Val) : _Pfun(_Left), _Manarg(_Val) {}

    void(__cdecl* _Pfun)(ios_base&, _Arg); // the function pointer
    _Arg _Manarg; // the argument value
};

簡單來說，就是返回了兩個資訊：一個函式指標，一個引數n。

最後再看看<<操作符：

template <class _Elem, class _Traits, class _Arg>
basic_ostream<_Elem, _Traits>& operator<<(basic_ostream<_Elem, _Traits>& _Ostr,
    const _Smanip<_Arg>& _Manip) { // insert by calling function with output stream and argument
    (*_Manip._Pfun)(_Ostr, _Manip._Manarg);
    return _Ostr;
}

和之前無參的<<不同，這個<<是全域性函式，而不是某個類的成員函式，因此有兩個引數：第一個引數對應我們的std::cout，第二個引數就是setprecision()的返回值。

裡面實現很簡單：呼叫相應函式，將流和n作為引數傳遞進去。

其實大體上還是類似，仍然是基於函式指標，只是將引數封裝了一下。

總結一下：manipulator是C++IO標準庫裡面的一類特殊函式，不屬於C++語言特性，這類函式可以通過<<操作符傳遞函式指標的方式來簡化語法。

參考：

https://en.cppreference.com/w/cpp/io/manip