SOLID 原则是面向对象设计中由Robert C. Martin提出的五个重要原则的首字母缩写，包括单一职责原则（S）、开闭原则（O）、里氏替换原则（L）、接口隔离原则（I）和依赖倒置原则（D）。这些原则旨在使软件设计更加灵活、可维护和可扩展。单一职责原则要求每个类只负责一项职责，优势在于使代码更清晰简洁、降低耦合度；开闭原则要求软件实体对扩展开放，对修改关闭，提高代码的可扩展性、降低维护成本；里氏替换原则要求子类型能够替换其基类型，保持继承体系的一致性；接口隔离原则要求客户端不被迫依赖不需要的接口，提高代码的灵活性和可重用性；依赖倒置原则要求高层模块不直接依赖于低层模块，通过抽象接口降低耦合度。这些原则有助于优化软件设计、提高系统稳定性和可维护性。

本文介绍了三种常见的设计模式在 Python 中的实现：单例模式、工厂模式和观察者模式。对于单例模式，文章提到了实现一个数据库连接池管理器，确保系统中只有一个连接池实例，并需支持获取连接和释放连接的功能；工厂模式则设计了一个支持多种数据格式解析的文件处理系统，包括CSV、JSON、XML和YAML格式的文件解析；而观察者模式则实现了一个股票市场监控系统，支持多种类型的观察者，如邮件通知、短信通知和应用内通知。这些模式的实现都遵循了设计原则并提供了相应的测试代码验证功能的正确性。