R学习笔记 1、ggplot2

ggplot2 图层元素

1. 数据(data):将要可视化的数据

2. 映射(aes):数据中的变量值 一般是X\Y


3. 几何对象(geom):如 bar 条形图,point 散点图


4. 统计变换(stats):对数据进行计算


5. 标度(scale):变量以什么形状、颜色映射到图形上


6. 分面(facet):将数据拆开,进行分层画图


7. 图层(Layer):数据、映射、几何对象、统计变换等构成一个图层。图层可以允许用户一步步的构建图形,方便单独对图层进行修改。


8.主题(theme):主题设定,与数据无关的图层可以通过这个函数实现。

9. 注释(annotate): 对图形增加文字类的注释


ggplot ()图层

ggplot ()图层包括数据和映射。ggplot 函数相当于一幅基本的画布,画

者在上面绘制好坐标轴,设置好基本的格局和色彩、线条。


geom_XXX ()  图层

geom_XXX() 指的是我们要绘制的图形类型,常见包括以下:

geom_point()绘制散点图

geom_bar()绘制条形图

geom_line()绘制线图

geom_histogram()绘制直方图

geom_boxplot()绘制箱式图

geom_density()绘制概率密度函数



scale_ XXX 图层

scale_ XXX 标度是一种函数,size 对大小进行调整, shape 对形状进行调整,

fill、col对颜色进行调整,可根据自己喜好调整


ggplot(data =数据,  aes(x =变量1 , y = 变量 2,col=变量3)) +

     geom_point(stat ='count',position=”dodge”)+  #计数、并排

    scale_fill_manual(values = c("颜色1","颜色2"))

facet_grid()  图层

facet_grid(...) 对图层进行分面,数据分成多个子集进行绘图


ggplot(data =数据,  aes(x =变量 1 , y = 变量2,col=变量3)) +

geom_point(stat = 'count',position=”dodge”)+

scale_colour_manual(values = c("颜色1","颜色2"))+

facet_grid(变量 4~变量5) #要求变量属于分类变量,分成多行多列的图


theme()  图层

theme() 是主题修改,是一个对绘图精雕细琢的过程, 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、轴的颜色搭配。

theme(plot.title = element_text(size = , color =, hjust =, face = ))




ggplot2 的作图一般步骤为:

1 准备数据,一般为数据框,且一般为长表,即每个观测时间占一行,每个观

测变量占一列。

2、载入 R 包,R 包括可以通过 tidyverse包整体载入

3、 将数据输入到ggplot()函数中,并指定参与作图的每个变量分别 映射到哪些

图形特性, 比如映射为 x 坐标、y 坐标、 颜色、 形状等。 这些映射称为aesthetic

mappings 或 aesthetics。

很多人不明白所谓的 映射。其实映射,通俗来讲,就是告诉软件,这幅图所

涉及到的变量, 并且指出每个变量的用途。 比如, x=gender, 指的是x 轴是性别;

y=age,指的是 y 轴表示年龄大小,shape=location,指的是不同地区图标的形状

不一样(比如城市用星号,农村用三角)


4、选择一个合适的图形类型,函数名以 geom_开头,如 geom_point()表示散点

图。图形类型简称为 geom。将ggplot()部分与 geom_xxx()部分用加号连接。

到此已经可以作图,下面的步骤是进一步的细化设定。

5、设定适当的坐标系统, 如coord_cartesian(), scale_x_log10()。 仍用加号连接。

6、设定标题和图例位置等,如 labs()。仍用加号连接。


 这个流程的一个大致的模板为:

p <-ggplot(data=<输入数据框>,

    mapping=aes(<维度>=<变量名>,

    <维度>=<变量名>, <...>))

p +geom_<图形类型>(<...>)+

 scale_<映射>_<类型>(<...>) +

 coord_<类型>(<...>)+

 labs(<...>)

其中<...>表示额外的选项。变量 p 包含做出的图形的所有数据与设定,变量

名可以任意取。

网上找了网友分享的学习笔记,我照着他的代码跑了一遍:https://blog.csdn.net/wzgl__wh/article/details/51901093


<library(ggplot2)

<ggplot(data=mpg,mapping = aes(x=cty,y=hwy))+geom_point()+aes(colour=factor(mpg$year))


其中data=mpg,mapping = aes(x=cty,y=hwy)表示数据层,geom_point()表示几何图形层,aes(colour=factor(mpg$year))表示美学图层。我将year映射为映射到颜色属性。

我们也可以绘制出它的拟合曲线以及置信区间,它根据年份绘出了两条拟合曲线以及置信区间。

> ggplot(data=mpg,mapping = aes(x=cty,y=hwy))+geom_point()+aes(colour=factor(mpg$year))+stat_smooth()

只想绘制一条拟合曲线和一个置信区间,我们只需要将代码稍微改变一下就可以搞定。

> ggplot(data=mpg,mapping = aes(x=cty,y=hwy))+geom_point(aes(colour=factor(mpg$year)))+stat_smooth()

现在将displ变量映射到散点大小,绘制出来的大小不同的散点。

> ggplot(data=mpg,mapping =aes(x=cty,y=hwy))+

+     geom_point(aes(colour=factor(year),size=displ))+

+     stat_smooth()

使用过Photoshop的人一定知道透明度,即alpha。当然我们的ggplot2包也可以改变alpha值得大小来改变散点的透明度。alpha的值在0—1之间,不在这个范围的话则会报错。为了与前面的图片有明显的区别,我们再这里的alpha值调的比较小。一般默认alpha值得大小为1。

> ggplot(data=mpg,mapping = aes(x=cty,y=hwy))+

+     geom_point(aes(colour=factor(mpg$year),size=displ),alpha=0.25)+

+     stat_smooth()




也可以给图片增加标题,并精细修改图片,给图片增加x,y轴说明,以及其他说明。

ggplot(mpg, aes(x=cty, y=hwy))+

  geom_point(aes(colour=class,size=displ),alpha=0.6,position = "jitter")+

  stat_smooth()+

  scale_size_continuous(range = c(4, 10))+

  facet_wrap(~ year,ncol=1)+

  ggtitle("汽车油耗与型号")+

  labs(y='每加仑高速公路行驶距离',

      x='每加仑城市公路行驶距离')+

  guides(size=guide_legend(title='排量'),

        colour = guide_legend(title='车型',

                              override.aes=list(size=5)))



 我们可以把不同的图层叠加在一起,这样就画在了同一张图上面。比如说我们要研究mpg数据中cty和hwy,以及displ之间的关系,我们就可以通过如下代码,将他们之间的散点图画在一起。

 ggplot()+  geom_point(aes(x=mpg$cty,y=mpg$hwy),color="red")+

 geom_point(aes(x=mpg$cty,y=mpg$displ),color="green")


接下来,我们来绘制一个扇形图,我们来统计一下class中各个品牌所占比例,代码和图片如下:

ggplot(mpg)+geom_bar(width=1, aes(x=factor(1),fill=mpg$class))+  coord_polar(theta="y")


也可以通过使用ggplot2包来绘制 Coxcomb Plots (鸡冠花图,又名玫瑰图),这个也非常简单。width的值可以调整各个扇形区域之间的距离。

ggplot(mpg, aes(x= factor(mpg$class))) +  geom_bar(width=0.7,aes(color=factor(mpg$class))) + coord_polar()


也可以给他增添颜色,代码只要稍微改一下:

ggplot(mpg, aes(x= factor(mpg$class),fill=mpg$class)) +  geom_bar(width=0.7) + coord_polar()


这样跑下来加深了对于开始说的ggplot2 的作图步骤的理解。

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