C++ 访问嵌套类的私有成员

标题可能有点误导。我有以下问题：我有一棵由叶子和内部节点组成的树。用户应该能够在叶子中存储任何信息and该树有一些方法可以获取一组用户定义的值，并且需要在恒定时间内（未摊销）访问相应的叶子。

我提出了以下想法，但它不起作用，因为不幸的是我无法访问嵌套类的私有成员：用户创建树and也为每个叶子一个实例UserElement其中包含相应叶子的用户定义值。一旦调用像 doSomethingWithTheTree(list>) 这样的方法并构建树，树就会创建相应的叶子并将其保存在私有字段中leaf。每当用户想要调用一个方法，其中一些叶子与其用户定义的值相对应时，他/她只需通过给出相应的值来调用该方法UserElements 和树可以在常数时间内检索到相应的叶子。

class Tree {
    public:
        template <typename T>
        class UserElement {
            private:
                T user_value;
                tree_node* leaf; // this has to be private for
                                 // everyone outside the class `Tree`
            public:
                T getInf() {
                    return user_value;
                }
                void setInf(T i) {
                    user_value = i;
                }
        };

        void doSomethingWithTheTree(list<UserElement<T>> elements) {
            ...
            // I want to be able to access elem.leaf for all elements
        }
}

从技术上来说，这是一个嵌套类（在另一个类中声明），而不是subclass（从其超类继承）。

您可以通过将 Tree 类设为友元来允许它访问其私有：

class UserElement {
    friend class Tree;
    // ...
};

或者，为了更好的封装，您可以限制仅访问需要它的成员函数，尽管由于需要以正确的顺序声明事物而变得有点混乱：

class Tree {
public:
    // Declare this so we can declare the function
    template <typename T> class UserElement;

    // Declare this before defining `UserElement` so we can use it
    // in the friend declaration
    template <typename T>
    void doSomethingWithTheTree(list<UserElement<T>> elements) {
        elements.front().leaf;
    }

    template <typename T>
    class UserElement {
        // Finally, we can declare it a friend.
        friend void Tree::doSomethingWithTheTree<T>(list<UserElement<T>>);
        // ...
    };
};