《R語言實戰》圖形初階實踐筆記

01-25

一、plot簡單的範例

plot()是R中為對象作圖的一個泛型函數。使用方法：

plot(x, y, type=" ")
其中type常見有如下類型：
"p" for points,
"l" for lines,

"b" for both,
"c" for the lines part alone of "b",
"o" for both 『overplotted』

dose <-c(20,30,40,45,60)drugA <-c(16,20,27,40,60)drugB <-c(15,18,25,31,40)plot(dose,drugA,type = "b")

顯示結果如下：

二、設置圖形參數

通過par()函數可以定義一幅圖形的多個特徵，包括字體、顏色、坐標軸、標籤。以這種方式設定的參數值除非被再次修改，否則將在會話結束前一直有效。

其調用格式為： par(optionname=value,optionname=name,...)。不加參數地執行par()將生成一個含有當前圖形參數設置的列表。添加參數no.readonly=TRUE可以生成一個可以修改的當前圖形參數列表。

#用虛線代替實線，用實心三角代替空心圓圈

opar <- par(no.readonly=TRUE)par(lty=2,pch=17)plot(dose,drugA,type="b")par(opar)

顯示結果如下：

下面介紹幾個重要的圖形參數：

1、符號和線條

pch 指定繪製點時使用的符號。
lty 指定線條類型： 0=blank, 1=solid (default), 2=dashed, 3=dotted, 4=dotdash, 5=longdash, 6=twodash
cex 指定符號的大小。cex是一個數值，表示繪圖符號相對於默認大小的縮放倍數。
lwd 指定線條寬度。lwd是以默認值的相對大小來表示的，例如，lwd=2將生成一條兩倍於默認寬度的線條。

2、顏色

col 默認的繪圖顏色。如設定col=c("red","blue")並需要繪製三條線，則第一條線是紅色，第二條線是藍色。
col.axis 坐標軸刻度文字的顏色
col.lab 坐標軸標籤的顏色
col.main 標題顏色
col.sub 副標題顏色
fg 圖形的前景色
bg 圖形的背景色

3、文本屬性

cex 表示相對於默認大小縮放倍數的數值。
cex.axis 坐標軸刻度文字的縮放倍數
cex.lab 坐標軸標籤的縮放倍數
cex.main 標題的縮放倍數
cex.sub 副標題的縮放倍數
font 整數，用於指定繪圖使用的字體樣式。1=常規，2=粗體， 3=斜體， 4=粗斜體， 5=符號字體（以 Adobe符號編碼表示）font.axis 坐標軸刻度文字的字體樣式

font.lab 坐標軸標籤（名稱）的字體樣式
font.main 標題的字體樣式
font.sub 副標題的字體樣式
ps 字體磅值（1 磅約為 1/72 英寸）。文本的最終大小為 ps*cex
family 繪製文本時使用的字體族。標準的取值為 serif（襯線）、 sans（無襯線）和 mono（等寬）

4、圖形尺寸與邊界尺寸

pin 以英寸表示的圖形尺寸（寬和高）
mai 以數值向量表示的邊界大小，順序為「下、左、上、右」，單位為英寸
mar 以數值向量表示的邊界大小，順序為「下、左、上、右」，單位為英分。默認值為 c(5, 4, 4, 2) + 0.1

dose <- c(20, 30, 40, 45, 60)drugA <- c(16, 20, 27, 40, 60)drugB <- c(15, 18, 25, 31, 40)#保存當前圖形參數設置opar <- par(no.readonly=TRUE)#修改圖形參數，尺寸修改為寬2英寸，高3英寸par(pin=c(2, 3))#線條修改為2倍大小，符號為1.5倍大小par(lwd=2, cex=1.5)#坐標軸刻度縮放為默認大小75%，字體放大4倍par(cex.axis=.75, font.axis=4)#用紅色實心圓圈和虛線繪圖drugAplot(dose, drugA, type="b", pch=19, lty=2, col="red")#用綠色實心方框和實線繪圖drugBplot(dose, drugB, type="b", pch=18, lty=1, col="green", bg="blue")par(opar)

顯示結果如下：

三、添加文本、自定義坐標軸和圖例

1、標題

可以使用title()函數為圖形添加標題和坐標軸標籤。調用格式為：

title(main="main title", sub="subtitle",xlab="x-axis label", ylab="y-axis label")

2、坐標軸

你可以使用函數axis()來創建自定義的坐標軸，而非使用R中的默認坐標軸。其格式為：

axis(side, at=, labels=, pos=, lty=, col=, las=, tck=, ...)

side 一個整數，表示在圖形的哪邊繪製坐標軸（1=下， 2=左， 3=上， 4=右）
at 一個數值型向量，表示需要繪製刻度線的位置
labels 一個字元型向量，表示置於刻度線旁邊的文字標籤（如果為 NULL，則將直接使用 at 中的值）
pos 坐標軸線繪製位置的坐標（即與另一條坐標軸相交位置的值）
lty 線條類型
col 線條和刻度線顏色
las 標籤是否平行於（=0）或垂直於（=2）坐標軸
tck 刻度線的長度，以相對於繪圖區域大小的分數表示（負值表示在圖形外側，正值表示在圖形內側， 0表示禁用刻度， 1 表示繪製網格線）；默認值為–0.01

自定義坐標軸的示例：
x <- c(1:10)y <- xz <- 10/xopar <- par(no.readonly = TRUE)#增加邊界大小par(mar=c(5,4,4,8)+0.1)#繪製x對y的圖形plot(x,y,type = "b", pch=21,col="red", yaxt="n",lty=1,ann=FALSE)#添加x對1/xlines(x,z,type="b",pch=22,col="blue",lty=2)#繪製自己的坐標軸axis(2,at=x,labels=x,col.axis="red",las=2)axis(4,at=z,labels=round(z,digits = 2), col.axis="blue",las=2,cex.axis=0.7,tck=-.01)mtext("y=1/x",side=4,line=3,cex.lab=1,las=2,col="blue")#添加標題和文本title("An Example of Creative Axes", xlab = "X values", ylab = "Y=X")par(opar)
顯示結果如下：

3、參考線

函數abline()可以用來為圖形添加參考線。其使用格式為：

abline(h=yvalues, v=xvalues)

4、圖例

圖例可以幫助你辨別出每個條形、扇形區域或折線各代表哪一類數據。我們可以使用函數legend()來添加圖例（果然不出所料）。其使用格式為：

legend(location, title, legend, ...)

location 指定圖例的位置
title 圖例標題的字元串（可選）
legend 圖例標籤組成的字元型向量
bty 用於指定盒子樣式
bg 指定背景色
cex 指定大小
text.col 指定文本顏色

讓我們看看對藥物數據作圖的一個例子：

dose <- c(20, 30, 40, 45, 60)drugA <- c(16, 20, 27, 40, 60)drugB <- c(15, 18, 25, 31, 40)opar <- par(no.readonly=TRUE)#增加線條、文本、符號、標籤的寬度或大小par(lwd=2,cex=1.5,font.lab=2)#繪製圖形plot(dose,drugA,type = "b", pch=15,lty=1,col="red",ylim = c(0,60), main = "DrugA vs DrugB", xlab = "Drug Dosage",ylab = "Drug Response")lines(dose,drugB,type = "b", pch=17,lty=2,col="blue")#添加圖例legend("topleft",inset = .05,title="Drug Type",c("A","B"), lty=c(1,2),pch=c(15,17),col=c("red","blue"))par(opar)

顯示的結果如下：

5、文本標註

我們可以通過函數text()和mtext()將文本添加到圖形上。 text()可向繪圖區域內部添加文本，而mtext()則向圖形的四個邊界之一添加文本。使用格式分別為：

text(location, "text to place", pos, ...)mtext("text to place", side, line=n, ...)

location 文本的位置參數。
pos 文本相對於位置參數的方位。 1=下， 2=左， 3=上， 4=右。
side 指定用來放置文本的邊。 1=下， 2=左， 3=上， 4=右。
cex 調整字型大小
col 調整顏色
font 調整字體樣式

6、數學標註

你可以使用類似於 TeX 中的寫法為圖形添加數學符號和公式。請參閱

help(plotmath)

四、小結

本章的主體是關於如何修改R繪製的默認圖形，以得到更加有用或更吸引人的圖形。學習了如何修改一幅圖形的坐標軸、字體、繪圖符號、線條和顏色，以及如何添加標題、副標題、標籤、文本、圖例和參考線，看到了如何指定圖形和邊界的大小，以及將多幅圖形組合為實用的單幅圖形。