SOLID原则是面向对象设计中的重要原则，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。单一职责原则要求一个类只负责一项职责，避免耦合；开闭原则指出软件实体应对扩展开放、对修改关闭，通过抽象和多态实现扩展性；里氏替换原则要求子类能替换基类而不影响程序的正确性；接口隔离原则提倡使用多个专门的接口，避免强迫实现不需要的方法；依赖倒置原则强调高层模块不应依赖低层模块，通过抽象降低耦合度。这些原则有助于提高代码灵活性、可维护性和可扩展性，避免修改带来的风险，降低系统耦合度，增强系统稳定性。

本文介绍了三种常见的设计模式在Python中的实现。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全局唯一的连接池实例，并提供连接获取和释放功能。其次是工厂模式，设计一个文件处理系统能够处理多种格式的文件，并使用工厂方法根据文件扩展名创建相应的解析器。最后是观察者模式，实现股票市场监控系统，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。这些模式为架构设计提供了灵活性和可扩展性。