R|ggplot2(一)|一個完整的繪圖流程

這一塊內容包括如下幾個部分

• 首先簡單畫一個圖出來
• 做一些等價調整
• 接受另一種類型的數據
• 簡單的參數調整
• 縱坐標使用百分比表示
• 更改橫縱軸坐標、標題等
• 在圖中增加標註的文字
• 調整字體、背景等，達成excel的效果
• 保存圖形

首先簡單畫一個圖出來

# 我們拿到這樣的數據name <- c("多","中","少","中","少")data <- data.frame(name) # 轉化為數據框library(ggplot2)# 簡單地畫出一個圖ggplot(data,aes(x=name)) + geom_bar()

從上面我們知道如下信息

• ggplot2作圖需要輸入數據框
• 作圖時我們沒有輸入頻數，函數會自動數出三種類型有多少
• ggplot函數中一般接兩個參數，一個是數據框data，一個是用來做圖的列，放在aes裡面，這一點讀者先記住就好，我們會在講分組作圖的部分中詳細解釋
• 使用數據框中的列時，不需要使用$引用，直接使用列名就可以（只有放在aes中才可以）
• 前面ggplot函數指定使用的數據，使用」+」來連接其他函數，geom_類函數表示作圖類型，geom_bar是做柱狀圖的函數，如果要做點圖就 + geom_point()，當然，點圖的話前面就要加入兩個參數x和y

# 畫點圖代碼如下，讀者可以自己運行data1 <- data.frame(a=1:3,b=3:1)ggplot(data1,aes(a,b)) + geom_point()

下面我們做一點微調

• 指定哪一列的aes()放在ggplot函數還是geom_bar函數中無所謂
• 先做好的部分可以賦值保存，再去加其他內容

下面幾種作圖等價

ggplot(data,aes(x=name)) + geom_bar()ggplot(data) + geom_bar(aes(x=name))p <- ggplot(data,aes(x=name)) p + geom_bar()

接受另一種類型的數據

我們畫柱狀圖是使用的數據一般有兩種

• 一種是像上面那種，所有內容列出來，函數內部自己數
• 一種是 名字-頻數 對應形式

當我們得到的是 名字-頻數 形式的數據，也可以作圖

data1 <- data.frame(table(name)) # 將數據轉化為 名字-頻數 形式data1# name Freq# 1 多 1# 2 少 2# 3 中 2ggplot(data1,aes(x=name,y=Freq)) + geom_bar(stat="identity") # 和上圖相同

上面我們發現以下信息

• aes()中接受了兩個參數，分別代表 名字-頻數
• geom_bar函數中加了一個參數stat=」identity」，表示不要像之前一樣去查數，而是就使用數據Freq本身作為頻數

簡單的參數調整

上面的圖片中，我們發現簡單的代碼就能畫出比較高大上的圖形。仔細觀察這張圖片。會發現函數默認設置了灰色背景、深灰色柱子、白色網格線、去掉圖片邊框等，正是這些默認的設置，讓ggplot2包的簡單代碼作圖遠勝於基礎函數作圖。

不過如果你對這些設置還不滿意，這些都是可以調整的，下面圖形沒有巨大改變，就不放圖片了，讀者可以自行嘗試

p <-ggplot(data,aes(x=name))p + geom_bar(col="red") # 調整柱子邊框顏色為紅色（注意這裡col不是柱子顏色）p + geom_bar(fill="red") # 調整柱子顏色為紅色(fill才是柱子內部顏色)p + geom_bar(width_=0.5) # 調整柱子寬度,1時兩個柱子挨在一起，0.5則寬度是1時的一半

縱坐標使用百分比表示

library(dplyr) # ggplot2 包常常和dplyr包一起使用data1 <- data.frame(table(name))data2 <- data1 %>% mutate(f=Freq/sum(Freq))# 使用scales包中很方便的方法ggplot(data2,aes(name,f)) + geom_bar(stat="identity") + scale_y_continuous(labels = scales::percent)# 另外一種實現方法ggplot(data2,aes(name,f)) + geom_bar(stat="identity") + scale_y_continuous(breaks=seq(0,0.4,len=5), labels=paste(seq(0,0.4,len=5)*100,"%"))

這裡使用的 scale_y_continuous 函數表示當y軸是連續數值時，調整其標度。如上面代碼所示，第一種是使用scales包中的特殊表示方法，如果是常規使用方法，應該是下面這種表示方式。breaks表示在軸上哪些點的位置標標籤，labels表示標什麼標籤。

如果想讓坐標軸表示0-0.5的範圍也只要用 limits 參數調整即可

ggplot(data2,aes(name,f)) + geom_bar(stat="identity") + scale_y_continuous(breaks=seq(0,0.4,len=5), labels=paste(seq(0,0.4,len=5)*100,"%"), limits = c(0,0.5))

更改橫縱軸坐標、標題等

p1 <- ggplot(data,aes(x=name)) + geom_bar(width_=0.7)p1 + xlab("種類") + ylab("") + ggtitle("運動情況")

所以更改 橫縱軸坐標、標題 都是通過 + 特定的函數來實現的，而不可以在原有函數中增加參數來實現。

在圖中增加標註的文字

p2 <- ggplot(data,aes(x=name)) + geom_bar(width_=0.7,fill=rgb(50,163,221,maxColorValue=255)) + xlab("種類") + ylab("") + ggtitle("運動情況")(p3 <- p2 + geom_text(stat="count", label=paste(table(name)/sum(table(name))*100,"%",sep=""), colour = "black", vjust=-0.5, size=4.7))

增加標註文字使用geom_text函數，參數label表示標什麼，後面參數調整顏色、位置和大小。

調整字體、背景等，達成excel的效果

這裡調整也要使用函數，還涉及到ggplot2包中使用比較麻煩的一塊——theme設置

ggplot2中默認使用的主題是灰色背景、白色網格、無邊框，同時，它還定義了一些特殊的主題，只要通過+連接就可以使用

p3 + theme_bw()

我們可以使用這種現成的主題，也可以自行定製，或者修改當前主題

mytheme <- theme_bw() + theme(plot.title=element_text(size=rel(2),hjust=0.5), axis.title=element_text(size=rel(1.5)), axis.text=element_text(size=rel(1.5)), panel.grid.major=element_line(color="white"), panel.grid.minor=element_line(color="white"), panel.border=element_rect(color="white"), axis.line=element_line(color="gray",size=1))p3 + mytheme

這樣自己定義好的主題，就可以應用到其他各種圖形中

下面解釋一下theme函數中的參數。這裡應該說有兩層參數，一層是plot.title等theme函數的參數，第二層是size等element_函數參數，這就是theme設置複雜的原因。

參數的作用都可以根據名字顧名思義了

• plot.title 調整標題文字，size 和 hjust參數則調整大小和位置（此處居中）
• 後面調整軸名、標註名、網格線、坐標軸顯示情況等內容

theme的問題我們之後會專門講述，這裡只是想讓讀者知道，這些設置都要在theme中調整，而不要以R中基礎繪圖的思路，想直接在geom_bar函數中使用參數設置。

保存圖形

ggplot2包中有專門的保存函數ggsave

ggsave("1.png", dpi=300) # 默認保存最近的作圖ggsave("1.png", dpi=300, plot=p3) # 自己指定保存的圖片

到這裡，我們講述了一個簡單柱狀圖繪製的基本流程。當然，很多時候沒有必要調整那麼多參數，直接使用默認的圖形就已經非常令人滿意了，作圖保存兩行代碼就搞定。這裡講這麼多是為了能應對更多需求，完善自己的知識體系。

接下來，我會具體講述更加複雜的需求，和一些需求的具體解釋。

專欄信息

專欄主頁：Data Analysis

文末彩蛋

這裡講一下各種賦值符號的區別，R語言中賦值符號有如下幾種：= <- -> <<-

它們的區別有一下幾點

• <- 是R語言中對變數賦值的符號，這和其他語言使用=不同
• =是函數中對參數的賦值，不過用於變數賦值也可以，但是還是推薦用 <-
• -> 是把前面內容賦值給後面參數的符號，為了代碼規範，不推薦使用
• <<- 是改變作用域的賦值，在函數中使用，變數名在函數外面依然可以使用

->的使用

a <- 1:41:4 -> ba;b # 都可以實現賦值

=與<- 的區別

m=1:4;mn <- 1:4;n # 正常賦值沒區別f <- function(y,x) x+1f(x=2) # 讓參數x為2,正常返回3f(x <- 2) # 報錯f <- function(y,x) x+1f(0,2) # 3f(0,aa <- 2) # 3f(0,aa = 2) # 報錯，沒有這個參數aa

在函數中使用<- 的邏輯是，先賦值2給x，再讓這個結果作為函數f的第一個參數，也就是讓y是2，而函數要使用x進行計算，自然會報錯

<-與<<-的區別

f1 <- function(x) (y<-x+1)f2 <- function(x) (y<<-x+1)f1(2)y # Error: object "y" not foundf2(2)y # 3

這說明在函數中使用<<-賦值，變數名可以函數外面被調用，這涉及到變數的作用空間問題，本專欄以後還會專門講述

不過如果調用函數時使用了賦值號,這個變數是可以再外部使用的，因為它相當於在外部賦值之後，再作為參數傳輸進去的

f1(abcd <- 2)abcd # 2f1(abc <<- 2)abcf1(x = 2)x # Error: object "x" not found

推薦閱讀：