R手册(Visualise)--ggplot2 (Part 2)

目录

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R手册(Visualise)–ggplot2 (Part 1)
R手册(Visualise)–ggplot2 (Part 2)

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ggplot2

ggplot2基于the grammar of graphics思想，通过数据集、几何对象和坐标系统建立图形。
所有的ggplot2绘图都以ggplot()开始， 默认由aes()将数据集映射至几何对象。在行尾+添加图层：几何，比例尺，坐标和面等。要将绘图保存，请使用ggsave().

Scales

Scales传递数据给几何对象，改变图形的默认标尺。

p <- ggplot(mpg, aes(fl)) +
  geom_bar(aes(fill = fl))

p + scale_fill_manual( 
# scale: scale, fill: 几何对象, manual: 预处理的scale类型
  values = c("skyblue", "royalblue", "blue","navy"), #scale参数
  limits = c("d", "e", "p", "r"), #限制范围
  breaks =c("d", "e", "p", "r"), #breaks to use in legend/axis
  labels = c("D", "E", "P", "R"), #labels to use in legend/axis
  name = "fuel") #legend/axis 标题

1. 常用标尺格式

(color,size,fill,shape,linetype,alpha,etc)

scale_<type>_continuous()连续变量映射
scale_<type>_discrete() 离散变量映射
scale_<type>_identity() 原始数据直接映射
scale_<type>_manual(value=c(…))自定义值范围

2. 坐标轴标尺

X & Y location scales	说明
lims(x,y)/xlim()/ylim()
scale_x_continuous(breaks, labels,limits)	刻度,标签,值的范围
scale_x_discrete(breaks, labels,limits)
scale_x_date(date_breaks , date_labels)	日期间隔（”2 weeks”），日期显示格式（”%m/%d”）
scale_x_datetime()	时间日期，参数同date
scale_x_log10()	log10 标尺
scale_x_reverse()	x轴方向颠倒
scale_x_sqrt()

2. Color and fill scales

Continuous	说明
scale_fill_distiller(palette = “Blues”)
scale_fill_gradient(low,high)	渐变色调控
scale_fill_gradient2(low,mid,high,midpoint)	2极渐变色
scale_fill_gradientn(values)	n极渐变色
Discrete
scale_fill_hue()	离散色阶
scale_fill_brewer(palette = “Blues”)	调色板
scale_fill_grey(start, end)	灰色调

调色板离散色阶palette选择：
RColorBrewer::display.brewer.all()
连续色阶选择：
Also: rainbow(), heat.colors(), terrain.colors(), cm.colors()
RColorBrewer::brewer.pal()

#离散色阶
p <- ggplot(mpg, aes(fl)) +
  geom_bar(aes(fill = fl))

p +scale_fill_brewer(palette = "Blues")+
  ggtitle('scale_fill_brewer')
p + scale_fill_grey(start = 0.2, end = 0.8,na.value = "red") +
  ggtitle('scale_fill_grey')

#连续色阶
p <- ggplot(mpg, aes(hwy))+ 
  geom_dotplot(aes(fill = ..x..))

p + scale_fill_distiller(palette = "Blues")  +
  ggtitle('scale_fill_distiller')
p + scale_fill_gradient(low="red", high="yellow")  +
  ggtitle('scale_fill_gradient')
p + scale_fill_gradient2(low="red", high="blue", mid = "white", midpoint = 25) +
  ggtitle('scale_fill_gradient2')
p +scale_fill_gradientn(colours=topo.colors(6)) +
  ggtitle('scale_fill_gradientn')

Shape and size scales

shape	说明
scale_shape()	形状
scale_shape_manual(values)
size
scale_size()	大小
scale_radius(range)	半径

shape:

df <- data.frame(x=1:10,y=sample(1:10,10),
                 s1=rnorm(10),
                 s2=sample(1:4,10,replace = TRUE))
p <- ggplot(df, aes(x, y))+
  geom_point(aes(shape = factor(s2), size = s1, color=factor(s2)))
p + scale_shape_manual(values = c(3:7))
p + scale_radius(range = c(1,6)) 

Coordinate Systems

Coordinate Systems	参数	说明
coord_cartesian()	xlim,ylim	笛卡尔坐标（默认）
coord_fixed()	radio,xlim,ylim	具有固定纵横比的直角坐标
coord_flip	xlim,ylim	x和y翻转(笛卡尔坐标)
coord_polar	theta, start, direction	极坐标
coord_trans()	xtrans, ytrans，xlim,ylim	变换笛卡尔坐标系，xtrans, ytrans接收函数名
coord_quickmap() coord_map(projection = “ortho”,orientation )	projection, orienztation, xlim, ylim	地图投影 projections:{mercator (default), azequalarea, lagrange, etc.}

ggplot(mpg, aes(fl)) + them_blank+
  geom_bar()+
  coord_polar(theta = "x", direction=1)

world <- map_data("world")
worldmap <- ggplot(world, aes(x = long, y = lat, group = group)) +
  geom_path() +
  scale_y_continuous(breaks = (-2:2) * 30) +
  scale_x_continuous(breaks = (-4:4) * 45)
worldmap + coord_map("ortho", orientation = c(41, -74, 0))

Position Adjustments

Position adjustments 对geoms进行位置调整。

geom参数赋值字符串

字符串: identity,jitterdodge (同时闪避和抖动),nudge(微距点固定距离)

geom	position
geom_bar/aera/density	dodge(并排), stack/fill(堆叠)
geom_point	jitter(减少点重叠)
geom_label	nudge(轻推来自点的标签)

geom参数赋值position函数

position函数	说明
position_dodge(width)	抖动宽度(geom默认width=0.9,调用此函数时,width应设为0.9)
position_identity()	不调整
position_jitter(width , height )
position_jitterdodge()
position_nudge(x = 0, y = 0)	平移距离
position_stack(vjust = 1)	对齐方式
position_fill(vjust = 1)

p <- ggplot(mpg, aes(fl, fill = drv))

p +  geom_bar(position = "dodge")+
  ggtitle('position = "dodge"')
p +  geom_bar(position = "fill")+
  ggtitle('position = "fill"')
p +   geom_bar(position = "stack")+
  ggtitle('position = "stack"')

Themes

theme(…)
设置主题包括title,axis,legend, panel, background,etc

主题函数	说明
theme_bw(base_size,base_family)	黑白主题
theme_grey()	灰色主题（默认）
theme_dark()	黑色主题
theme_void()	空主题
theme_minimal()	最小主题
ggtech::theme_tech()	技术主题

控制theme元素函数(作为主题组件的参数出现)：

元素函数	说明
element_blank	清空
element_rect(fill,color,size,linetype)	边框和背景
element_text(family,face, color, size,hjust, vjust,angle,lineheight, margin, debug)	文字，参数：lineheight(行高), margin(边缘), debug(是否矩形背景)
element_line(color,size,linetype,lineend,arrow)	Line end style (round, butt, square)，添加箭头: grid::arrow(angle,length,ends=”last”/”first”/”both”)

Faceting

刻面通过类别变量将图形分块显示。

刻面函数	说明
facet_grid(var.row~var.col,scales,labeller)	网格图，单变量时var.row或var.col用点填充
facet_wrap(~var+var,nrow,ncol,scales,labeller)	将1d的面板卷成2d网格(nrow*ncol)
ggforce::facet_zoom(x, y, xy, split = FALSE, zoom.size = 2)	子集zoom，x,y,xy 赋值（逻辑值）：选取x轴，y轴，xy交叉子集

t <- ggplot(mpg, aes(cty, hwy)) + geom_point() 
t + facet_grid(year ~ fl)

# ggforce::facet_zoom
ggplot(iris, aes(Petal.Length, Petal.Width, colour = Species)) +
    geom_point() +
    ggforce::facet_zoom(x = Species == "versicolor")

scales参数：坐标刻度自由
“fixed”(default，坐标尺度统一), “free”(坐标尺度自由)，”free_x”,”free_y”

labeller参数: 调整刻面标签

Annotations and Labels

Labels	说明
ggtitle(label, subtitle = NULL)	图标题
labs(x,y,title,subtitle,caption)	x/y轴标题
xlab(label)/ylab(label)	x/y轴标题

Annotations	说明
annotate(geom,…)	geom注释，其余参数为geom参数
annotate(“text”,x,y,label, parse=FALSE)	文本注释
annotate(“pointrange”, x , y, ymin, ymax)
annotate(“rect”, xmin, xmax, ymin, ymax)	矩形注释
annotate(“segment”,x, xend, y, yend, arrow)	线段注释

文本注释参数parse：是否数学表达式, 更多公式语法可参考?plotmath
线段注释参数arrow: 添加箭头grid::arrow(angle,length,ends=”last” / ”first”/”both”)

Legends

theme(legend.position = "none"/"bottom"/"top"/"left"/"right") 在主题中设置 Legend
guides(…)设置legends几何组件：colorbar, legend, or none (no legend)

guide函数	作为scale或guides()的参数设置
guide_colorbar(title,label…)	连续型变量
guide_legend(title,label…)	离散型变量

Vector helpers

函数	说明
stats::recoder(x_char,x_num,order=FALSE)	重排序,返回factor/ord.factor
cut_interval(x,n,length)	n组有相同宽度的观测值
cut_number(x,n)	n组有相同数量的观测值
cut_width(x,width,center,boundary, closed = c(“right”,”left”))

混合图

gridExtra包可以将多个ggplot2对象组合到一张图中

gridExtra::grid.arrange(plot1,plot2,…,nrow,ncol)