R語言ggplot2 (一):ggplot2包安裝和初始作圖

2021-02-21 BioMan

ggplot2是一款強大的圖形可視化R包，其作圖方式易於理解，且生成的圖形精美，定製化程度也很高，應該是R裡面最流行的可視化工具。本文關注於ggplot2包的安裝、ggplot2基本作圖語法等。

一 ggplot2的安裝

> install.packages("ggplot2")

#以上代碼也可以直接用install.packages("ggplot2"，lib=""~/R/lib"")代替，這樣就只是把包安裝到路徑中，並不會載入路徑，
#不過後續載入包就找不到路徑了，需要在library的時候指定路徑
載入ggplot2包，進行基礎繪圖，現在就用ggplot2自帶的數據集激進型測試，mgp數據集的描述：Fuel economy data from 1999 and 2008 for 38 popular models of car（美國1999年到2008年38種流行汽車的能源使用數據）,資料庫詳細說明可參考
https://www.rdocumentation.org/packages/ggplot2/versions/3.0.0/topics/mpg
> library(ggplot2, lib.loc=""~/R/lib"")  #如若ggplot2包安裝在其它路徑，就用lib.loc指定此路徑，如在默認路徑就不需要設置此參數> mpg  #mpg數據集如下# A tibble: 234 x 11manufacturer model   displ  year   cyl trans   drv     cty   hwy fl    class<chr>        <chr>   <dbl> <int> <int> <chr>   <chr> <int> <int> <chr> <chr>1 audi         a4       1.80  1999     4 auto(l… f        18    29 p     comp…2 audi         a4       1.80  1999     4 manual… f        21    29 p     comp…3 audi         a4       2.00  2008     4 manual… f        20    31 p     comp…4 audi         a4       2.00  2008     4 auto(a… f        21    30 p     comp…5 audi         a4       2.80  1999     6 auto(l… f        16    26 p     comp…6 audi         a4       2.80  1999     6 manual… f        18    26 p     comp…7 audi         a4       3.10  2008     6 auto(a… f        18    27 p     comp…8 audi         a4 qua…  1.80  1999     4 manual… 4        18    26 p     comp…9 audi         a4 qua…  1.80  1999     4 auto(l… 4        16    25 p     comp…10 audi         a4 qua…  2.00  2008     4 manual… 4        20    28 p     comp…
 
下面來繪製一個簡單的圖形-散點圖，但是出現了報錯，說是沒有png supoort，用capiabilities()可查看支持的圖片類型，此時需要安裝Cairo包來支持，安裝方法見 https://www.cairographics.org/download/。首先在bash界面種安裝Cairo需要的dev庫文件，然後進入R安裝Cairo即可。
> p <- ggplot(mpg,aes(x=hwy,y=cty)) + geom_point(aes(color=cyl)) + geom_smooth(method="lm")> ggsave(filename="point.png",plot=p)> capabilities()jpeg         png        tiff       tcltk         X11        aqua TRUE        TRUE        TRUE        TRUE       FALSE       FALSE http/ftp     sockets      libxml        fifo      cledit       iconv TRUE        TRUE        TRUE        TRUE        TRUE        TRUE NLS     profmem       cairo         ICU long.double     libcurl TRUE       FALSE        TRUE        TRUE        TRUE        
$ sudo apt-get install libcairo2-dev #For Debian and Debian derivatives including Ubuntu
$ sudo yum install cairo-devel       #For Fedora
$ zypper install cairo-devel         #For openSUSE
> install.packages("Cairo")
> ggplot(mpg,aes(x=hwy,y=cty)) + geom_point(aes(color=cyl),size=2) #這裡的ggsave保存步驟就神略了，後面也一樣
ggplot(mpg,aes(hwy,cty)) + geom_point(aes(color=cyl))，這是一般繪圖語法，也可以寫成ggplot(mpg) + geom_point(aes(hwy,cty,color=cyl))，aes表示進行數據映射，aes括號外面的參數表示直接賦值（與數據沒有關係了），其中hwy映射到圖上是x軸數據，cty映射到y軸上，cyl映射到顏色屬性，圖上每一個點的三重屬性都得到展示了，一般輸入的坐標軸屬性有1~3個，如只用1個坐標軸屬性值就可畫直方圖，一般畫圖是兩個屬性，在3D圖種會用到3個坐標軸屬性值，而除了映射到坐標軸的屬性值之外，其它的屬性如顏色、大寫、標記、填充、分面等可以自由設置。
上圖是典型的散點圖，cyl設置了點的顏色屬性，由於cyl是數值，所以就當成了連續變量，映射到顏色屬性之後也成了連續的顏色，由於cyl就只有幾類數據，可以按照離散變量來設置。
aes裡面設置的變量都需要有數據映射，如果沒有數據映射直接設置成定值，可在aes外設置，如下設置點的大小。
ggplot(mpg,aes(x=hwy,y=cty)) + geom_point(aes(color=factor(cyl)),size=0.5)
除了geom_point()繪畫點圖之外，還有很多圖形可以繪製，並且可以通過調節參數繪製很多子圖形，以下列舉幾種常見圖形。
geom_line()             折線圖
geom_bar()              圖形圖
geom_histogram()   直方圖
geom_boxplot()       箱線圖
geom_density()        密度函數分布圖
geom_area()            面積圖，覆蓋數據以下的所有區域。
由於ggplot2幾何圖形都是geom_xxx形式，所以可以在R種列出所有的繪圖類型
> library(ggplot2)> ls("package:ggplot2", pattern="^geom_.+")[1] "geom_abline"     "geom_area"       "geom_bar"        "geom_bin2d"     [5] "geom_blank"      "geom_boxplot"    "geom_col"        "geom_contour"   [9] "geom_count"      "geom_crossbar"   "geom_curve"      "geom_density"   [13] "geom_density_2d" "geom_density2d"  "geom_dotplot"    "geom_errorbar"  [17] "geom_errorbarh"  "geom_freqpoly"   "geom_hex"        "geom_histogram" [21] "geom_hline"      "geom_jitter"     "geom_label"      "geom_line"      [25] "geom_linerange"  "geom_map"        "geom_path"       "geom_point"     [29] "geom_pointrange" "geom_polygon"    "geom_qq"         "geom_quantile"  [33] "geom_raster"     "geom_rect"       "geom_ribbon"     "geom_rug"       [37] "geom_segment"    "geom_smooth"     "geom_spoke"      "geom_step"      [41] "geom_text"       "geom_tile"       "geom_violin"     "geom_vline"  
ggplot2在繪圖的時候內部進行統計分析，每種幾何圖形都有默認的統計變換類型，統計變換用stat_xxx形式
> library(ggplot2)> ls("package:ggplot2",pattern="stat_.+")[1] "stat_bin"             "stat_bin_2d"          "stat_bin_hex"        [4] "stat_bin2d"           "stat_binhex"          "stat_boxplot"        [7] "stat_contour"         "stat_count"           "stat_density"        [10] "stat_density_2d"      "stat_density2d"       "stat_ecdf"           [13] "stat_ellipse"         "stat_function"        "stat_identity"       [16] "stat_qq"              "stat_quantile"        "stat_smooth"         [19] "stat_spoke"           "stat_sum"             "stat_summary"        [22] "stat_summary_2d"      "stat_summary_bin"     "stat_summary_hex"    [25] "stat_summary2d"       "stat_unique"          "stat_ydensity"       [28] "update_stat_defaults"
本文來源：https://mp.csdn.net/postedit/82914819
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