1  ggplot2简介

1.1 ggplot2术语

ggplot2中出现了很多专用名词，这里展示了这些专有名词的中文翻译，这些中文翻译可能不是很好懂，比如什么是美学（美学即用户希望将哪些数据映射成为图表元素）？什么是位置调整（即对x和y的调整，比如抖动jitter等）？这里罗列这些专有名词是为使下面两章内容中的翻译统一，以免造成读者的误解。翻译参考了 ggplot2:数据分析与图形艺术

  • 图层 Layers: 数据 data, 映射 mapping (美学 aesthetic), 几何对象 geom, 统计变换 stat, 位置调整 position adjustment

  • 标度 Scales：位置标度 position scales, 颜色标度 color scales, 大小标度 size scales, 线条标度 line scales, 形状标度 shape scales

  • 坐标系 coordinate system

  • 分面 Faceting

  • 主题 Themes

1.2 构建一个图形

ggplot2创建的图形包含以下的基本组分：

  • Layer 图层：图层是ggplot2创建图形的视觉部分，控制着绘图数据如何转换成视觉呈现。一个图形可以有多个图层，这些图层的组成元素相互独立，比如数据、美学映射等。这种机制使得复杂图形可以由几个简单图形叠加而来。这里的图层概念有点类似于Photoshop中的图层。
    • data 数据：你希望什么图层使用什么数据
    • mapping 映射：你希望将哪些数据映射成几何对象的哪些美学值 (aes)，一般的几何对象都要求x和y美学值，你还可以映射其他美学值，比如 alpha, group, color, fill 等。需要注意的是，不同的几何对象接受不同的美学值，具体请参考几何对象的文档。
    • geom 几何对象：该图层希望展现的图形，几何对象控制着最终的视觉输出，比如点图（geom_point()），直方图 (geom_histogram) 等。
    • stat 统计变换：控制着数据如何转换成几何对象能接受的形式，ggplot2中图形的多样性很大程度上取决于统计变换，参见 Section 4.2
    • position adjustment 位置调整：对x和y的值进行偏移操作（改变x和y的值）以使得在绘图时绘图元素不会出现重叠等误导现象，比如在点图中对同一个x下的多个y值进行抖动的操作。
  • Scales 标度：控制着绘图数据如何转换成美学值，比如aes(color=value) 这里的value变量赋值给了color美学值，但是value中可能并非颜色代码，在这里，标度将控制如何将value中的值转换成ggplot2能识别的颜色代码。
  • coordinate system 坐标系：图形在什么坐标系下展示，比如条图在极坐标下会变成饼图。
  • Themes 主题：控制着图形的其他细节

1.3 其他有用的信息

  1. 对图形进行缩放：使用坐标系的xlim和ylim参数对图形进行缩放操作 coord_cartesian(xlim=c(),ylim=c())，这里需要和lims(x=c(),y=c())和直接使用ylim()、xlim()函数区分开（这两个函数都是scale_x_continuous()和scale_y_continuous()的limits参数的快捷方式），前者对坐标系进行操作，后者对x和y的范围进行限制，这种限制会剔除超过限制的数据而导致图形出问题。参见 ggplot2: Elegant Graphics for Data Analysis (3e) - 10  Position scales and axes