Вывод типа шаблона для манипуляторов потока

endl — это манипулятор, т. е. это неразрешенный тип функции. Существует несколько перегрузок, и вывод типа не может решить, какую из них вы хотите.

Более конкретно, вот как выглядит endl (в GNU libc++):

/**
 *  @brief  Write a newline and flush the stream.
 *
 *  This manipulator is often mistakenly used when a simple newline is
 *  desired, leading to poor buffering performance.  See
 *  http://gcc.gnu.org/onlinedocs/libstdc++/manual/bk01pt11ch25s02.html
 *  for more on this subject.
*/
template<typename _CharT, typename _Traits>
  inline basic_ostream<_CharT, _Traits>&
  endl(basic_ostream<_CharT, _Traits>& __os)
  { return flush(__os.put(__os.widen('\n'))); }

Обновлено Итак, проблема в том, что компилятор не может определить, какой экземпляр endl вы должны передать (это неразрешенная перегрузка). Вы можете обойти это, выполнив вместо этого static_cast<ostream&(*)(ostream&)>(endl).

Конечно, это не удобно. Вот простое решение: http://liveworkspace.org/code/2F2VHe%241.

#include <iostream>
using std::cout;
using std::endl;

class Foo : public std::ostream
{
    public:
        template<typename T>
        Foo& operator<<(T&& t) {
            cout << std::forward<T>(t);
            return *this;
        }

        typedef std::ostream& (manip)(std::ostream&);

        Foo& operator<<(manip& m) {
            cout << m;
            return *this;
        }
};

int main() {
    Foo foo;
    foo << "Hello World"; // perfectly fine
    foo << endl; // everything is fine

    return 0;
}

Проблема в том, что endl — это манипулятор, определенный как шаблон функции. В параграфе 27.7.1 стандарта C++11 указана его подпись:

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

Кроме того, в соответствии с пунктом 13.3.1 о разрешении перегрузки:

В каждом случае, когда кандидат является шаблоном функции, специализации шаблона функции-кандидата генерируются с использованием вывода аргументов шаблона (14.8.3, 14.8.2). Затем эти кандидаты обрабатываются как функции-кандидаты обычным способом.

Ваш operator << определен как шаблон, и компилятору необходимо вывести тип T. Однако как компилятор может узнать, какой экземпляр endl вы имели в виду? Как он может вывести аргументы шаблона charT и traits? В вашем вызове operator << нет ничего другого, из чего можно было бы сделать вывод.

У вас есть два выхода из этой проблемы. Либо вы явно указываете тип endl, чтобы сообщить компилятору, какая перегрузка должна быть выбрана:

foo << (std::ostream& (*)(std::ostream&))endl;

Или, как вы это сделали, вы создаете перегрузку operator <<, которая принимает функцию с этой конкретной сигнатурой. Теперь ваш компилятор выберет его:

Foo& operator<<(ostream& (*f)(ostream&)) 
{
    return *this << f;
}

Внутри этого определения функции нет никакой двусмысленности относительно того, что такое f: его тип точно определен. Однако будьте осторожны: эта функция вряд ли сделает то, что вы ожидаете! На самом деле, он просто продолжает вызывать сам себя, создавая бесконечную рекурсию!

Следовательно, это утверждение:

[...] обратите внимание, что я на самом деле вызываю реализацию другого метода:

неверно: вы не вызываете другую реализацию метода, вы продолжаете вызывать одну и ту же функцию снова и снова.