为何std::cout使用"\n"可触发尾递归优化而'\n'不行？

尾递归优化生效的核心前提是：递归调用必须是当前函数执行的最后一步操作，调用完成后当前栈帧没有任何需要执行的额外逻辑，编译器才能直接复用当前栈帧发起递归调用，避免栈溢出。

该差异由不同版本C++标准库中std::ostream的<<运算符实现差异导致，不属于编译器bug：

• 传入"\n"（C风格字符串常量）时，调用的是operator<<(std::ostream&, const char*)重载。在GCC 8、Clang 12对应版本的libstdc++实现中，该重载调用完成后没有任何需要在rec函数栈帧中执行的额外收尾逻辑，后续的rec(n-1)就是rec函数的最后一步操作，符合尾递归优化条件。
• 传入'\n'（char类型字符常量）时，调用的是operator<<(std::ostream&, char)重载。旧版本libstdc++中该重载的实现会在调用返回后，在rec函数栈帧中留下额外的处理逻辑（比如流状态的隐式检查、返回值的类型适配操作），此时rec(n-1)并不是rec函数真正的最后一步操作，编译器无法判定可以安全复用栈帧，因此不会触发尾递归优化，最终导致栈溢出。

GCC 10版本对libstdc++的流运算符实现做了精简优化，两种<<重载调用完成后都不会在调用方栈帧留下额外操作，因此无论是"\n"还是'\n'的写法都能符合尾递归优化的条件，不会出现栈溢出。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Steve