C++ 面向对象交通管理系统课程设计：结构体、文件 IO 与 Vector | 极客日志

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C++ 面向对象交通管理系统课程设计：结构体、文件 IO 与 Vector

本文介绍基于 C++ 面向对象思想设计的交通违章管理系统。涵盖结构体序列化、文件 IO 持久化、std::vector 动态管理及控制台交互界面设计。核心功能包括机动车、驾驶员及违章信息的增删改查，重点解决 cin/geline 输入冲突及数据加载容错问题。

JavaCoder发布于 2026/3/270 浏览

一、实验目的

本次实验聚焦 C++ 结构化数据管理与面向对象编程的综合应用，通过实现完整的交通违章管理系统，掌握以下核心知识点与工程能力：

掌握 C++结构体的自定义设计，实现 toString()（序列化）与 fromString()（反序列化）方法，完成复杂数据与文本字符串的双向转换；
熟练运用 C++文件 IO（fstream） 实现数据持久化，掌握'启动加载文件 + 退出保存文件'的核心逻辑，兼容文件不存在、空文件等边界场景；
精通 std::vector 容器的增、删、改、查操作，利用 remove_if+erase 实现高效的条件删除，替代静态数组完成动态数据管理；
理解面向对象封装思想：将数据（机动车/驾驶员/违章信息）和业务逻辑（增删改查、加载保存）封装到类中，隐藏内部实现细节；
学会设计控制台交互界面，处理 cin 与 getline 混合输入的异常问题，实现友好的菜单式操作流程；
提升模块化程序设计能力，将系统拆分为'数据结构体定义''核心业务类''交互界面'三大独立模块。

二、实验要求

2.1 功能要求

（1）机动车信息管理模块

新增：录入车牌号、车架号、品牌、型号等完整机动车信息（车牌号为唯一标识）；
修改：根据车牌号修改该车辆的所有信息；
浏览：展示所有已录入的机动车信息；
删除：根据车牌号删除指定机动车信息；
查询：根据车牌号精准查询机动车信息，无匹配时给出提示。

（2）驾驶员信息管理模块

新增：录入姓名、年龄、身份证号、驾驶证类型等完整驾驶员信息（身份证号为唯一标识）；
修改：根据身份证号修改该驾驶员的所有信息；
浏览：展示所有已录入的驾驶员信息；
删除：根据身份证号删除指定驾驶员信息；
查询：根据身份证号精准查询驾驶员信息，无匹配时给出提示。

（3）违章信息管理模块

新增：录入车牌号、驾驶员编号、违章时间、地点、描述、处理状态等违章信息；
浏览：展示所有违章信息，清晰标识'已处理/未处理'状态；
处理：根据'车牌号 + 驾驶员编号 + 违章时间'组合条件，将指定违章标记为'已处理'。

（4）数据持久化要求

程序启动时自动从 vehicles.txt/drivers.txt/violations.txt 加载数据；
程序退出时自动将内存中的数据保存到上述文件（覆盖模式）；
支持文件不存在的场景（首次运行自动创建空文件）。

（5）交互要求

提供层级清晰的菜单式操作界面，包含 14 个核心功能选项；
输入错误（如无效菜单编号、不存在的车牌号）时给出友好提示；
所有操作结果（如'添加成功''未找到该驾驶员''违章已处理'）明确反馈。

2.2 技术要求

编程语言：C++11 及以上（需支持 lambda 表达式、remove_if 等特性）；
数据封装：
- 用 struct 封装机动车（Vehicle）、驾驶员（Driver）、违章（Violation）信息，私有字段需通过方法访问；
- 每个结构体必须实现 toString()（转为逗号分隔字符串）和 fromString()（从字符串还原）静态方法；
容器使用：必须使用 std::vector 存储所有数据，禁止使用静态数组；
文件 IO：

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JSON 压缩
通过删除不必要的空白来缩小和压缩JSON。在线工具，JSON 压缩在线工具，online

技术点	核心作用
结构体序列化 / 反序列化	`toString()` 将结构体转为逗号分隔字符串（便于文件存储）；`fromString()` 从字符串还原结构体（便于加载）；
std::fstream	`ifstream` 读取文件数据实现加载，`ofstream` 写入文件实现保存，完成数据持久化；
std::vector + remove_if	`vector` 动态存储数据，`remove_if` 结合 `erase` 实现'按条件删除'（如按车牌号删车辆）；
类封装	将数据（vector）和操作（add/modify/delete）封装到 `TrafficViolationSystem`，隐藏内部逻辑；
cin.ignore()	清除 `cin` 输入后残留的换行符，避免 `getline` 读取空行导致的输入异常；
Lambda 表达式	在 `remove_if` 中使用 lambda，简化条件判断逻辑（如 `[&](Vehicle& v){return v.plateNumber == plateNumber;}`）；

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <vector>
#include <string>
#include <sstream>
#include <algorithm>
#include <limits> // 用于 cin.ignore 的参数
using namespace std;

// 分割字符串函数（按分隔符分割，解决一行输入多字段的问题）
vector<string> splitString(const string& str, char delimiter) {
    vector<string> tokens;
    string token;
    stringstream ss(str);
    while (getline(ss, token, delimiter)) {
        tokens.push_back(token);
    }
    return tokens;
}

// 机动车信息结构体：封装车辆核心信息，实现序列化/反序列化
struct Vehicle {
    string plateNumber; // 车牌号（唯一标识）
    string vin; // 车架号
    string brand; // 品牌
    string model; // 型号
    string color; // 颜色
    string type; // 车辆类型（如小型汽车、货车）
    string manufactureDate; // 出厂时间（格式：YYYY-MM-DD）
    string registrationDate; // 登记时间（格式：YYYY-MM-DD）
    string ownerName; // 车主姓名
    string ownerId; // 车主身份证号

    // 序列化：转为逗号分隔字符串（便于文件存储）
    string toString() const {