SOLID原则包括单一职责原则、开闭原则、里氏替换原则、接口隔离原则和依赖倒置原则，旨在提高软件设计的灵活性、可维护性和可扩展性。单一职责原则要求类只负责一项职责，避免耦合；开闭原则强调对扩展开放、对修改关闭，通过抽象和多态实现扩展性；里氏替换原则指出子类可替换基类而不影响程序正确性；接口隔离原则要求接口小而精，避免强迫客户端实现不需要的接口；依赖倒置原则强调高层模块不直接依赖低层模块，而是通过抽象接口降低耦合度。这些原则有助于提高代码质量和可维护性，促进系统的稳定性和可扩展性。

本文介绍了三种常见设计模式的 Python 实现。首先是单例模式，通过实现一个数据库连接池管理器来确保系统中只有一个连接池实例。然后是工厂模式，设计一个文件处理系统支持多种数据格式解析，包括 CSV、JSON、XML 和 YAML。最后是观察者模式，实现一个股票市场监控系统，当股票价格变化时通知注册的观察者，包括邮件通知、短信通知和应用内通知。每种设计模式都提供了参考答案和测试代码。