在C++中设计算法返回二叉树值为x的节点所在的层数，需要采用树的遍历算法。二叉树是一种数据结构，每个节点最多只能有两个子节点。树的层数一般从根节点开始计数，一层一层向下递增。

首先，需要定义二叉树的结构。可以使用class或struct定义二叉树节点，包含该节点的值和左右子树指针。

struct TreeNode {
  int val;
  TreeNode* left;
  TreeNode* right;
  TreeNode(int x): val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
};

接下来采用递归方式遍历二叉树，找到节点值为x的节点，返回其所在的层数。若树为空，返回0，否则采用先序遍历算法：先访问根节点，再递归左子树，最后递归右子树。在递归过程中，需要记录当前所在的层数，若当前节点值为x，那么返回当前层数。

class Solution {
public:
  int search(TreeNode* root, int x, int level) {
    if (root == nullptr)
      return 0;
    if (root->val == x)
      return level;
    int l = search(root->left, x, level + 1);
    int r = search(root->right, x, level + 1);
    return max(l, r);
  }
  int getLevel(TreeNode* root, int x) {
    return search(root, x, 1);
  }
};

最后，可以使用上面定义的函数getLevel求解二叉树中节点值为x的节点所在的层数。该函数输入二叉树根节点指针和x，返回节点所在层数。可以使用广度优先搜索算法遍历二叉树，将每个节点的值入队列，若队列中存在x，则返回层数。

#include <queue>
class Solution {
public:
  int getLevel(TreeNode* root, int x) {
    queue<pair<TreeNode*, int>> q;
    if (root != nullptr)
      q.push(make_pair(root, 1));
    while (!q.empty()) {
      auto current = q.front();
      q.pop();
      if (current.first->val == x)
        return current.second;
      if (current.first->left != nullptr)
        q.push(make_pair(current.first->left, current.second + 1));
      if (current.first->right != nullptr)
        q.push(make_pair(current.first->right, current.second + 1));
    }
    return 0;
  }
};

总之，以上两种方法都能够在C++中设计算法，返回二叉树某个节点的层数，选择哪一种方法需要根据实际情况而定。

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