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ggplot2图形解析(一)
2017-10-09 13:50:42 】 浏览:8611
Tags:ggplot2 图形 解析

ggplot2是用于绘图的R语言扩展包。图形组件通过“+”符号, 以图层(layer)的方式来完成图形语法叠加,构成最终的绘图, 每个图层中的图形组件可以分别设定数据、映射或其他相关参数, 因此组件之间具有相对独立性的,可以单独对图层进行修改。

一、ggplot2基本语法

 元素  描述
 Data(数据)   用于绘图的数据,只能是数据框(data.frame)格式。
 Aesthetics(图形属性)

  表示映射数据的标度。aes参数控制了对哪些变量进行图形映射,以及映射方式。

标度是一种函数,它控制了数学空间到图形元素空间的映射。

 Geometries(几何图形)  表示数据的视觉元素
 Facet(分面)  用来描述数据如何被拆分为子集,并分别进行绘图。
 Statics(统计)  帮助理解数据的表现方式。
 Coordinate(坐标)  图形绘制的空间描述
 Theme(主题)

 控制着图形中的非数据元素外观,主要对标题、坐标轴标签、图例标签等文字调整,

以及网格线、背景、轴须的颜色搭配

 

 

 

 

 

 

 

 

  

 

图层结构:

二、ggplot2各图层说明

1data(数据)

#  创建一个包含data和aes图层的ggplot对象
dia_plot <- ggplot(dataset , aes(x =,  y =  )) 

2Aesthetics(图形属性)

aes()函数是ggplot2中的映射函数,是数据关联到相应的图形属性的一种对应关系,将一个变量中离散或连续的数据与一个图形属性相互关联。

分组(group)也是ggplot2的映射关系的一种,ggplot2默认所有观测点分为一组。将观测点按另外的离散变量进行分组处理, 可修改默认的分组设置。

aes() 中的图形属性如下:

:x:对应x轴的坐标位置

 y:对应y轴的坐标位置

 color:边框颜色

 fill:填充色

size:点直径或线条厚度

alpha:透明度

labels:图形或者坐标的文字标签

 shape:形状

 示例:

# 创建数据集为mtcars,mpg映射 x ,0 映射y的散点图。

p <- ggplot(mtcars, aes(x = mpg, y = wt, color = factor(gear)))
ggplot(mtcars, aes(x = mpg, y = 0)) +
geom_jitter()

3Geometries(几何图形)

Geo图层控制着生成的图形类型。例如用geom_point()生成散点图,geom_line()生成折线图。 aes层设置的映射关系是默认的, 在Geo图层中沿用已设定的默认映射关系, 也可以在Geo图层进行更改。可用的几何图形如下:

常用的图形类型有:

scatter plots(散点图):point、jitter、abline

Bar plots(柱形图): histogram、bar、errorbar

line plots (线条图): line、smooth

示例:

#散点图, jitter使每个点在x轴的方向上产生随机的偏移, 从而减少图形重叠的问题

ggplot(mtcars, aes(x = cyl, y = wt)) +
geom_jitter(width = 0.1)

 #柱形图

ggplot(mtcars, aes(mpg)) +
geom_histogram(binwidth = 1)

# 增加映射 ..density.. 到y属性
ggplot(mtcars, aes(mpg)) +
geom_histogram(aes(y = ..density..), binwidth = 1)

# 线条图
ggplot(dataset, aes(x = , y = )) +
geom_line() 

4、统计 
每一个几何对象都有一个默认的统计变换, 并且每一个统计变换都有一个默认的几何对象。以某种方式对数据信息进行汇总, 例如stat_smooth()添加平滑曲线。

 ggplot指令中,smooth(平滑曲线)按照每个子群分别计算,因为这里存在一个隐匿的图形属性:group继承了col。

示例:

#设置图形属性group =1表示绘制通过所有点的单个线性模型

ggplot(mtcars, aes(x = wt, y = mpg, col = cyl)) +
geom_point() +
geom_smooth(method = "lm", se = FALSE) +
geom_smooth(aes(group = 1), method = "lm", se = FALSE, linetype = 2)

 

ggplot(mtcars, aes(x = wt, y = mpg, col = factor(cyl))) +
geom_point() +
stat_smooth(method = "lm", se = F) +
stat_smooth(method = "loess", aes(group = 1), 
se = F, col = "black", span = 0.7)

5Coordinate(坐标)

用来控制图形的尺寸。

标度(scale)控制着数据到图形属性的映射,将数据转化为视觉上可以感知的东西, 如大小、颜色、位置和形状。所以通过标度可以修改坐标轴和图例的参数。

可使用 coord_fixed() 或coord_equal()设置图形的长宽比,默认 aspect = 1。

 示例:

p <- ggplot(mtcars, aes(x = wt, y = hp, col = am)) + geom_point() + geom_smooth()

# Add scale_x_continuous
p + 
scale_x_continuous(limits = c(3, 6), expand = c(0, 0))

# Add coord_cartesion: the proper way to zoom in:
p +
coord_cartesian(xlim = c(3, 6))

# 使用函数改变y轴的界限。
ggplot(mtcars, aes(x = mpg, y = 0)) +
geom_jitter() +
scale_y_continuous(limits = c(-2,2))

coord_polar()函数将一个平面的x-y笛卡尔坐标转换成极坐标,可用来制作饼图。

wide.bar <- ggplot(mtcars, aes(x = 1, fill = cyl)) +
geom_bar(width = 1)

# Convert wide.bar to pie chart
wide.bar +
coord_polar(the
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