在 R 中使用 ggplot2 进行可视化

R 中最流行的绘图库之一不是 R 基本绘图函数，而是 ggplot2 库。人们使用它是因为它具有灵活性。该库还采用了“图形语法”的理念，即不是在函数调用时生成可视化，而是定义图中应包含的内容，您可以在将其设置为图片之前进一步完善它。在这篇文章中，您将了解 ggplot2 并查看一些示例。具体来说，您将学习

• 如何利用 ggplot2 从数据集创建图表
• 如何使用 ggplot2 创建具有多个方面的各种图表和图形

让我们开始吧。

在 R 中使用 ggplot2 进行可视化。
图片由 Alice Dietrich 提供。保留部分权利。

概述

这篇文章分为两部分：

• ggplot2 入门
• ggplot2 绘图示例

ggplot2 入门

您需要使用以下命令在 R 环境中安装 ggplot2

安装后，您需要加载它才能使用其功能

ggplot2 的一个示例是加载一个简单的数据集，例如 iris 分类数据集，并制作一个图表

这首先使用数据集 iris 创建一个绘图对象。但这将是一个空白画布。然后您想在画布上添加一个散点图，即独立的点。这是通过将 geom_point() 添加到 ggplot 对象并使用 aes() 指定每个点的坐标和颜色来完成的。

此图的输出如下

这确实是一个您可以分配给变量的绘图对象。为了展示图形语法的思想，您应该注意到两个轴是根据列名进行标记的，并且您可以添加一个修饰符到轴标签以及主题

这将为您提供略有不同的图片

如果您想叠加不同的图表或更改图片中的某些样式，您所需要做的就是将修饰符函数添加到图表对象中。

ggplot2 绘图示例

让我们看更多 ggplot2 的例子。

接下来我们考虑 mtcars 数据集。数据集如下所示：

此数据集只有 32 行，每行有 11 个属性。让我们只考虑 mpg 列，下面是创建直方图和密度图的方法

在这里，您可以看到如何在同一图表上叠加两个不同的图。您可能会觉得有用的另一个示例是将散点图与线性回归叠加

您定义了一个指定 x 轴和 y 轴的 ggplot 对象。然后绘制点并绘制平滑线。请注意，您需要在 geom_smooth() 中使用 method=lm 来绘制直线。默认情况下，它将等同于 method=loess，这将是使用局部估计散点图平滑算法生成的曲线。

有时，您可能想绘制三个不同的属性。如果其中一个是分类变量，您可以尝试使用多个刻面的二维图而不是三维图。下面是一个示例，绘制属性 mpg 对 wt 的图，并按 cyl 的不同值进行分离

请注意，如果您传递 cols= 参数而不是上面的 rows=，您可以选择具有列刻面。刻面的一个缺点是图表必须具有相似的性质。如果您想以最大的灵活性将两个不同的图表并排放置，您可能需要查看包 cowplot

这将产生如下所示的图表

进一步阅读

本节为您提供了一些链接，以便进一步学习上述材料

书籍

• R 4 入门数据科学，第二版，Thomas Mailund 著
• R 图形食谱，第二版，Winston Chang 著
• 图形语法，第二版，Leland Wilkinson 著

在线资料

• tidyverse 上的 ggplot2
• ggplot2 图库
• 局部回归在维基百科

总结

在这篇文章中，您了解了 R 中的 ggplot2 库。特别是，您学习了

• 如何使用图形语法创建图表
• 如何使用 ggplot2 创建散点图、线图和直方图
• 如何在同一张图中创建多个图表