R語言ggplot2包之座標軸

引言

我們還可以對圖形中的座標軸進行處理，包括x、y軸對換、設定座標軸範圍、刻度線修改與去除等等。要想對圖形玩得轉，座標軸處理精通不可或缺。

座標軸對換

我們使用coord_flip()函數來對換座標軸。

library(ggplot2)
library(gcookbook)
ggplot(PlantGrowth, aes(x=group, y=weight)) + geom_boxplot()
ggplot(PlantGrowth, aes(x=group, y=weight)) + geom_boxplot() + coord_flip()

置換x、y軸時有時候會導致某一座標軸的座標被逆轉。比如說原x軸的數據是從左往右閱讀的，在對換後，原來數據會從下往上給呈現。有時這是個問題。如果x是因子，我們可以對其用帶參數limits=rev(levels(…))的函數scale_x_discrete()進行修正。

如果是連續變量，我們可以使用函數scale_y_reverse 或者scale_x_reverse來逆轉座標軸。

如果我們想改變分類變量的顯示順序，可以設置scale_x_discrete() or scale_y_discrete()函數就行。

#因子座標軸
ggplot(PlantGrowth, aes(x=group, y=weight)) + geom_boxplot() + coord_flip() +
scale_x_discrete(limits=rev(levels(PlantGrowth$group)))
#連續變量的逆轉
ggplot(PlantGrowth, aes(x=group, y=weight)) + geom_boxplot() + scale_y_reverse()
#改變分類變量順序
ggplot(PlantGrowth, aes(x=group, y=weight)) + geom_boxplot()+scale_x_discrete(limits=c("trt1","ctrl","trt2"))

設置x,y軸的連續變量範圍

我們可以使用xlim()和ylim設置x、y軸的最大最小值。

p <- ggplot(PlantGrowth, aes(x=group, y=weight)) + geom_boxplot()
p + ylim(0, max(PlantGrowth$weight))
#ylim()是對scale_y_continuous()的快速實現。
#其中breaks用來控制刻度。
p + scale_y_continuous(limits=c(0, 10), breaks=NULL)

設置x、y軸刻度相對比例

我們可以設置x、y軸刻度的相對比例，可以是1:1,即一致的長度。也可以讓其中一個軸的刻度變得更長一些，或者說兩個刻度線之間的距離更大一些。

sp <- ggplot(marathon, aes(x=Half,y=Full)) + geom_point()
#1:1
sp + coord_fixed() +
scale_y_continuous(breaks=seq(0, 420, 30)) +
scale_x_continuous(breaks=seq(0, 420, 30))
#1:2 x軸刻度長度比y軸刻度長度
sp + coord_fixed(ratio=1/2) +
scale_y_continuous(breaks=seq(0, 420, 30)) +
scale_x_continuous(breaks=seq(0, 420, 15))

設置刻度線的位置

ggplot()函數對處理刻度線位置非常擅長，只要改變刻度的間隔即可（這裏的刻度線指的是大刻度線）。

如果座標軸上變量是連續變量，則不會出現小刻度線。

#連續變量
ggplot(PlantGrowth, aes(x=group, y=weight)) + geom_boxplot() +
scale_y_continuous(breaks=c(4, 4.25, 4.5, 5, 6, 8))
#看到沒有，刻度線位置已經按照breaks設置的參數改變了
#如果是離散變量，則使用scale_x_discrete函數
#通過limit函數來控制標籤的個數和順序
ggplot(PlantGrowth, aes(x=group, y=weight)) + geom_boxplot() +
scale_x_discrete(limits=c("trt2", "ctrl"))

去除刻度線、刻度標籤和網格線

如果想去除刻度標籤，我們使用theme(axis.text.y = element_blank())（如果針對x,參數y改成x即可。

如果想去除刻度線，在theme函數中使用axis.ticks.y = element_blank()，如果x、y軸都想去除axis.ticks.y改成axis.ticks即可。

有時候網格線讓整個圖畫顯得複雜，我們也可以對此進行去除。breaks的參數值設爲NULL就行了。

p <- ggplot(PlantGrowth, aes(x=group, y=weight)) + geom_boxplot()
#去除刻度標籤
p + theme(axis.text.y = element_blank())
#去除刻度線
p + theme(axis.ticks.y = element_blank(), axis.text.y = element_blank())
#去除網格線
p + scale_y_continuous(breaks=NULL)

改變刻度標籤的內容和顯示效果

我們不僅可以改變刻度標籤的位置，還可以對標籤內容進行修改。

hwp <- ggplot(heightweight, aes(x=ageYear, y=heightIn)) +
geom_point()
hwp + scale_y_continuous(breaks=c(50, 56, 60, 66, 72),
labels=c("Tiny", "Really\nshort", "Short",
"Medium", "Tallish"))
#值得注意的是，若標籤太長，可以用\n將文本放到下一行進行顯示

爲了改變刻度標籤的顯示效果，我們可以在theme函數中設置element_text參數中angle的值。

bp <- ggplot(PlantGrowth, aes(x=group, y=weight)) + geom_boxplot() +
scale_x_discrete(breaks=c("ctrl", "trt1", "trt2"),
labels=c("Control", "Treatment 1", "Treatment 2"))
#垂直顯示
bp + theme(axis.text.x = element_text(angle=90, hjust=1, vjust=.5))
#換個角度顯示，angle是控制刻度標籤顯示的角度
bp + theme(axis.text.x = element_text(angle=30, hjust=1, vjust=1))
#hjust和vjust是爲了控制刻度標籤在水平方向和垂直方向的位置

改變座標軸標籤內容

剛纔改變的是刻度標籤，我們有時還想改變各個座標軸中標籤內容。

hwp + xlab("Age in years") + ylab("Height in inches")#hwp在上面例子中已經定義過
#你也可以這麼改，兩者等價
hwp + labs(x = "Age in years", y = "Height in inches")

我們也可以去除各個座標軸標籤。

hwp+ theme(axis.title.x=element_blank())

改變座標軸標籤的顯示效果也同樣方便。

hwp + ylab("Height\n(inches)") +
theme(axis.title.y=element_text(angle=90, face="italic", colour="darkred",
size=14))
#這也同樣適用於改變刻度線標籤的字體、顏色大小。

使用對數座標軸

我們也可以把座標軸改變成對數座標軸形式，使用scale_x_log10() scale_y_log10()。

library(MASS)
p <- ggplot(Animals, aes(x=body, y=brain, label=rownames(Animals))) +
geom_text(size=3)
#只顯示標籤線
p + scale_x_log10() + scale_y_log10()

書中還介紹了在座標軸上顯示日期和時間的方法，有興趣的朋友可以翻一翻書本瞭解下。