如何在Java中设计并实现一个包含加法、减法、乘法和除法功能的简单计算器类，以及相应的单元测试用例？

在Java中设计一个简单的计算器类，我们可以创建一个名为`Calculator`的抽象类，并提供一些基本的操作方法。然后，可以创建两个具体的子类`ArithmeticCalculator`和`DecimalCalculator`分别处理整数和浮点数的计算。

首先，我们创建一个`Calculator`抽象类：

public abstract class Calculator {
    public abstract int add(int a, int b);
    public abstract int subtract(int a, int b);
    public abstract int multiply(int a, int b);
    public abstract double divide(double a, double b); // 浮点数操作可能抛出异常
}

接着，我们为每个运算创建两个子类：

public class ArithmeticCalculator extends Calculator {
    @Override
    public int add(int a, int b) {
        return a + b;
    }

    @Override
    public int subtract(int a, int b) {
        return a - b;
    }

    @Override
    public int multiply(int a, int b) {
        return a * b;
    }

    // 由于Java内置了防止整数除以零的机制，这里无需特殊处理
    @Override
    public double divide(int a, int b) {
        if (b != 0) {
            return (double) a / b;
        } else {
            throw new IllegalArgumentException("Cannot divide by zero");
        }
    }
}

public class DecimalCalculator extends Calculator {
    @Override
    public double add(double a, double b) {
        return a + b;
    }

    @Override
    public double subtract(double a, double b) {
        return a - b;
    }

    @Override
    public double multiply(double a, double b) {
        return a * b;
    }

    @Override
    public double divide(double a, double b) {
        if (b != 0) {
            return a / b;
        } else {
            throw new IllegalArgumentException("Cannot divide by zero");
        }
    }
}

最后，编写单元测试用例：

import org.junit.Test;
import static org.junit.Assert.*;

public class CalculatorTest {
    private Calculator arithmeticCalculator = new ArithmeticCalculator();
    private Calculator decimalCalculator = new DecimalCalculator();

    @Test
    public void testAdd() {
        assertEquals(4, arithmeticCalculator.add(2, 2));
        assertEquals(4.0, decimalCalculator.add(2.0, 2.0), 0.001);
    }

    // 添加其他测试用例，如subtract(), multiply(), 和 divide()，检查它们的功能是否正常
    // 使用断言（assertNotEquals, assertEquals, assertTrue, assertFalse等）验证结果

    // 例如：
    @Test
    public void testDivide() {
        try {
            assertEquals(2.0, decimalCalculator.divide(4, 2), 0.001);
        } catch (IllegalArgumentException e) {
            fail("Should not throw exception on valid division");
        }
        try {
            decimalCalculator.divide(4, 0);
            fail("Should throw an exception when dividing by zero");
        } catch (IllegalArgumentException expected) {
        }
    }
}