GGally與pairs相關關係圖_史上最全(一)

2021-02-24 表哥有話講

作者：李譽輝  

四川大學在讀研究生

簡介
對於多個變量之間的相關關係，常常使用相關關係圖來可視化，R自帶有pairs()函數，
可以畫相關關係圖，但是比較複雜，我們先介紹基於ggplot2的GGally包。
等介紹完，再介紹pairs()函數。

ggmatrix()可以將多個ggplot2繪圖對象，按照矩陣進行排列。

1library(ggplot2)
2data(tips, package = "reshape")
3
4head(tips)
5
6g1 <- ggplot(tips, aes(x = total_bill, fill = sex)) + 
7  geom_density(show.legend = FALSE)
8
9g2 <- ggplot(tips, aes(x = total_bill, fill = sex)) + 
10  geom_histogram(position = position_stack(), show.legend = FALSE) + 
11  facet_grid(rows = vars(time))# 以time變量行分面
12
13g3 <- ggplot(tips, aes(x = total_bill, y = tip, color = sex)) + 
14  geom_point(show.legend = FALSE)
15

1library(ggplot2)
2
3g4 <- ggplot(tips, aes(x = time, y = total_bill, fill = sex)) + 
4  geom_boxplot(show.legend = FALSE)
5
6g5 <- ggplot(tips, aes(x = time, fill = sex)) + 
7  geom_bar(position = position_stack(), show.legend = FALSE)
8
9g6 <- ggplot(tips, aes(x = tip, fill = sex)) + 
10  geom_histogram(position = position_stack(), show.legend = FALSE) + 
11  coord_flip() + 
12  facet_grid(cols = vars(time))
13

1library(ggplot2)
2library(dplyr)
3library(tibble) 
4
5# 第一個圖
6text_1 <- round(cor(tips$total_bill, tips$tip), 3)
7tips_female <- as.tibble(tips) %>% filter(sex == "Female") %>% as.data.frame()
8tips_male <- as.tibble(tips) %>% filter(sex == "Male") %>% as.data.frame()
9text_2 <- round(cor(tips_female$total_bill, tips_female$tip), 3)
10text_3 <- round(cor(tips_male$total_bill, tips_male$tip), 3)
11mytext <- c(text_1, text_2, text_3)
12mytext <- paste0(c("Cor", "Female", "Male"), ":", mytext)
13mytext <- data.frame(text = mytext,
14                     x = 5,
15                     y = c(6, 4, 2),
16                     stringsAsFactors = FALSE)
17
18g7 <- ggplot(data = mytext[-1, ], aes(x = x, y = y, label = text, color = text)) + 
19  geom_text(show.legend = F) + 
20  geom_text(data = mytext[1,], aes(x = x, y = y, label = text), 
21            color = "black") 
22
23rm(text_1, tips_female, tips_male, text_2, text_3, mytext)
24
25# 第2個圖
26g8 <- ggplot(tips, aes(x = time, y = tip, fill = sex)) + 
27  geom_boxplot(show.legend = FALSE) + 
28  coord_flip()
29
30# 第3個圖
31g9 <- ggplot(tips, aes(x = tip, fill = sex)) + 
32  geom_density(show.legend = FALSE)
33

1library(customLayout)
2
3mylay <- lay_new(
4  mat = matrix(1:9, ncol = 3))
5
6plot_list <- list(g1, g2, g3, g4, g5, g6, g7, g8, g9) 
7
8lay_grid(plot_list, mylay) 
9
10rm(g1, g2, g3, g4, g5, g6, g7, g8, g9, mylay)

1library(GGally)
2
3gg_m <- ggmatrix(
4  plots = plot_list, 
5  nrow = 3, ncol = 3, 
6  xAxisLabels = c("Total Bill", "Time of Day", "Tip"),
7  yAxisLabels = c("Total Bill", "Time of Day", "Tip"),
8  byrow = FALSE, 
9  title = "ggmatrix合併圖形"
10)
11
12
13gg_m + theme_bw() 
14
15
16gg_m[1,2]
17
18rm(plot_list, gg_m)

GGally通過添加幾個函數來擴展ggplot2，以降低geom與轉換數據組合的複雜性。
其中一些功能包括配對圖矩陣，散點圖矩陣，平行坐標圖，生存圖，以及繪製網絡的幾個函數。

語法：

1ggpairs(data, mapping = NULL, columns = 1:ncol(data), title = NULL,
2  upper = list(continuous = "cor", combo = "box_no_facet", discrete =
3  "facetbar", na = "na"), lower = list(continuous = "points", combo =
4  "facethist", discrete = "facetbar", na = "na"), diag = list(continuous =
5  "densityDiag", discrete = "barDiag", na = "naDiag"), params = NULL, ...,
6  xlab = NULL, ylab = NULL, axisLabels = c("show", "internal", "none"),
7  columnLabels = colnames(data[columns]), labeller = "label_value",
8  switch = NULL, showStrips = NULL, legend = NULL,
9  cardinality_threshold = 15, progress = NULL,
10  legends = stop("deprecated"))

關鍵參數：

mapping, 表示要疊加到x,y上的aes()映射變量，這裡是全局映射。

column, 表示選擇要繪圖的列，可以用變量索引值指定，也可以用變量名指定。

columnLabels, 指定矩陣列名稱。

title, xlab, ylab, 表示指定標題和坐標軸名稱。

lower,upper,表示指定下三角和上三角的plot類型，列表傳參。

diag,表示指定對角線的plot類型，列表傳參。

axisLabels, 指定變量名稱的顯示位置，默認顯示在外側，
"internal"則顯示在內測，"none"則不顯示。

labeller, 表示指定分面標籤，

switch, 表示指定分面標籤位置，與ggplot2:facet_grid中一致，默認在頂部和右側，
若switch = "x",則顯示在底部和右側，若switch = "y"則顯示在頂部和左側，
若swith = "both"則顯示在底部和左側。

showStrips, 布爾運算決定是否顯示plots的條帶，默認NULL只顯示頂部和右側的條帶。
TRUE則顯示所有的條帶，FALSE則不顯示所有的條帶。

legend, 默認NULL不顯示，可以通過theme(legend.position = "bottom")調整圖例的位置。
有3種指定圖例類型的方式：

長度為2的數字向量，表示給矩陣所在的行和列增加圖例。如c(2,3)表示第2行第3列增加圖例。

長度為1的數字向量，表示根據矩陣的順序，給相應的panel添加圖例，
如legend=3表示給1行第3列增加圖例。

預先使用grab_legend()提取ggplot2對象的圖例，然後指定給legend。

cardinality_threshold, 表示允許因子變量的最大因子水平數量，默認最多15個因子水平。NULL則因子變量不會繪圖。

progress, 表示是否顯示進度條，默認NULL當超過15個plots時顯示進度條,
對繪圖結果沒有任何影響，不需要關注。
TRUE則顯示進度條，FALSE則不顯示進度條，
也可用ggmatrix_progress()生成進度條，然後指定。


plot類型：
通過5個參數控制plot類型：continuous,combo,discret, na, mapping

continuous, 表示如果變量x,y都是連續的，應該是什麼plot。

對於lower和upper參數：
可以是

"point", "smooth","smooth_loess", "density", "cor", "blank"。

對於diag參數: 可以是

"densityDiag", "barDiag", "blankDiag"

combo, 表示如果變量一個連續，一個離散，應該是什麼plot。
只能用於lower和upper不能用於diag。
離散變量只能計數，不能映射坐標，所以可能存在坐標翻轉。

可以是

"box", "box_no_facet", "dot", 

"dot_no_facet",
"facethist", "facetdensity", 

"denstrip", "blank"

discrete, 表示2個變量都是離散的，應該是什麼plot。

對於upper和lower參數：
可以是：

"facetbar", "ratio", "blank"。

對於diag參數: 可以是"barDiag", "blankDiag"。

na, 表示指定變量為na的情況,

mapping, 表示aes()映射。若指定mapping參數，則疊加到x,y上去。

默認

lower = list(continuous = "point", combo = "facetthist", discrete = "facetbar")

默認

upper = list(continuous = "cor", combo = "box_no_facet", discrete = "box")

默認

diag = list(continuous = "density", discrete = "barDiag")

1library(GGally)
2library(ggplot2)
3
4ggpairs(tips, mapping = aes(color = sex), 
5  columns = c("total_bill", "time", "tip"), 
6  columnLabels = c("Total_Bill(連續變量)", "Time(離散變量)", "Tip(連續變量)"),
7  title = "變量名指定column")
8
9ggpairs(tips, mapping = aes(color = sex), 
10  columns = c(1, 6, 2), 
11  columnLabels = c("Total_Bill(連續變量)", "Time(離散變量)", "Tip(連續變量)"),
12  title = "索引值指定column")


 自定義lower

一個離散變量，lower的discrete參數無效。

1ggpairs(tips, mapping = aes(color = day), 
2  columns = c("total_bill", "time", "tip"), 
3  columnLabels = c("Total_Bill(連續變量)", "Time(離散變量)", "Tip(連續變量)"),
4  lower = list(
5    continuous = "cor",
6    combo = "dot_no_facet" 
7  ),
8  upper = list(
9    continuous = "blank",
10    combo = "blank"
11  ),
12  diag = list(
13    continuous = "blankDiag",
14    discrete = "blankDiag"
15  ),
16  title = "自定義lower\n(lower$continuous = \"cor\", lower$combo = \"dot_no_facet\")"
17)

兩個離散變量，lower的continuous參數無效。

1ggpairs(tips, mapping = aes(color = day), 
2  columns = c("total_bill", "time", "sex"), 
3  columnLabels = c("Total_Bill(連續變量)", "Time(離散變量)", "Sex(離散變量)"),
4  lower = list(
5    combo = "dot_no_facet", 
6    discrete = "blank"
7  ),
8  upper = list(
9    combo = "blank",
10    discrete = "blank"
11  ),
12  diag = list(
13    continuous = "blankDiag",
14    discrete = "blankDiag"
15  ),
16  title = "自定義lower\n(lower$combo = \"dot_no_facet\",lower$discrete = \"blank\" )"
17)

 自定義upper

一個離散變量，upper的discrete參數無效。

1ggpairs(tips, mapping = aes(color = day), 
2  columns = c("total_bill", "time", "tip"), 
3  columnLabels = c("Total_Bill(連續變量)", "Time(離散變量)", "Tip(連續變量)"),
4  upper = list(
5    continuous = "density",
6    combo = "dot_no_facet" 
7  ),
8  lower = list(
9    continuous = "blank",
10    combo = "blank"
11  ),
12  diag = list(
13    continuous = "blankDiag",
14    discrete = "blankDiag"
15  ),
16  title = "自定義upper\n(upper$continuous = \"density\", upper$combo = \"dot_no_facet\")"
17)

兩個離散變量，upper的continuous參數無效。

1ggpairs(tips, mapping = aes(color = day), 
2  columns = c("total_bill", "time", "sex"), 
3  columnLabels = c("Total_Bill(連續變量)", "Time(離散變量)", "Sex(離散變量)"),
4  upper = list(
5    combo = "dot_no_facet", 
6    discrete = "ratio"
7  ),
8  lower = list(
9    combo = "blank",
10    discrete = "blank"
11  ),
12  diag = list(
13    continuous = "blankDiag",
14    discrete = "blankDiag"
15  ),
16  title = "自定義upper\n(lower$combo = \"dot_no_facet\",upper$discrete = \"ratio\" )"
17)

 自定義diag

diag沒有combo參數。

1ggpairs(tips, mapping = aes(color = day), 
2  columns = c("total_bill", "time", "tip"), 
3  columnLabels = c("Total_Bill(連續變量)", "Time(離散變量)", "Tip(連續變量)"),
4  diag  = list(
5    continuous = "barDiag",
6    discrete = "blankDiag" 
7  ),
8  lower = list(
9    continuous = "blank",
10    combo = "blank"
11  ),
12  upper = list(
13    continuous = "blank",
14    combo = "blank"
15  ),
16  title = "自定義diag\n(diag$continuous = \"barDiag\", diag$discrete = \"blankDiag\")"
17)

1ggpairs(tips, mapping = aes(color = day), 
2  columns = c("total_bill", "time", "sex"), 
3  columnLabels = c("Total_Bill(連續變量)", "Time(離散變量)", "Sex(離散變量)"),
4  diag = list(
5    continuous = "barDiag", 
6    discrete = "barDiag"
7  ),
8  lower = list(
9    discrete = "blank",
10    combo = "blank"
11  ),
12  upper = list(
13    discrete = "blank",
14    combo = "blank"
15  ),
16  title = "自定義diag\n(lower$continuous = \"barDiag\",diag$barDiag = \"barDiag\" )"
17)

 mapping參數

1library(ggplot2)
2library(GGally)
3data(tips, package = "reshape")
4
5ggpairs(tips, 
6        columns = c("total_bill", "time", "tip"),
7        columnLabels = c("Total_Bill(連續變量)", "Time(離散變量)", "Tip(連續變量)"),
8        title = "無mapping"
9)

1ggpairs(tips, 
2        columns = c("total_bill", "time", "tip"),
3        columnLabels = c("Total_Bill(連續變量)", "Time(離散變量)", "Tip(連續變量)"),
4        lower = list(mapping = aes(color = time)),
5        title = "自定義lower(lower$mapping = \"time\")" 
6)

1ggpairs(tips, 
2        columns = c("total_bill", "tip", "size"),
3        columnLabels = c("Total_Bill(連續變量)", "Tip(連續變量)", "Size(連續變量)"),
4        lower = list(
5          continuous = "cor", 
6          mapping = aes(color = sex)
7          ),
8        upper = list(
9          continuous = "cor",
10          mapping = aes(color = smoker)
11        ),
12        diag = list(
13          continuous = "barDiag",
14          mapping = aes(color = time)
15        ),
16        title = "自定義lower,upper,diag\n(下三角顏色為sex,上三角顏色為smoker,對角顏色為time)" 
17)

 同時指定lower,upper,diag

2個連續變量，1個離散變量。

1ggpairs(tips, mapping = aes(color = day), 
2        columns = c("total_bill", "tip", "time"),
3        columnLabels = c("Total_Bill(連續變量)", "Tip(連續變量)", "Time(離散變量)"),
4        lower = list(
5          continuous = "cor",
6          combo = "dot_no_facet" 
7        ),
8        upper = list(
9          continuous = "density",
10          combo = "dot_no_facet" 
11        ),
12        diag  = list(
13          continuous = "barDiag",
14          discrete = "blankDiag" 
15        ),
16        title = "自定義lower,upper,diag(兩個連續變量，一個離散變量)" 
17)

1個連續變量，2個離散變量。

1ggpairs(tips, mapping = aes(color = day), 
2        columns = c("total_bill", "time", "sex"), 
3        columnLabels = c("Total_Bill(連續變量)", "Time(離散變量)", "Sex(離散變量)"),
4        lower = list(
5          combo = "dot_no_facet", 
6          discrete = "blank"
7        ),
8        upper = list(
9          combo = "dot_no_facet", 
10          discrete = "ratio"
11        ),
12        diag = list(
13          continuous = "barDiag", 
14          discrete = "barDiag"
15        ),
16        title = "自定義lower,upper,diag(一個連續變量，兩個離散變量)" 
17)

——————————————

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    不是每一個好的Rapper都有一張不錯的專輯，但總的來說，你的即興說唱能力直接關係到自己整體的說唱技巧。所以，當你剛開始說唱，請先學習即興說唱。然後你就會像得知了跑步訣竅一樣，很快的踏入正軌。                                                            02                                十個步驟步驟一：開始很容易開始的時候只是要忘掉一切東西和Flow。
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    適合早上把自己苦醒，還有比方吃飽飯沒事做的義大利人，會邊喝這個邊閒聊。。以個人經驗，加一大坨糖進去之後，比較能夠入口。。苦與甜的交融，微笑與皺眉的完美搭配。cappuccino的經典搭配是croissant（羊角麵包）。