R語言繪圖指南

繪圖是數據可視化的重要方式之一，而R作為一門強大的數據分析和建模工具，自然也擁有着強大的繪圖功能。本文將介紹R語言繪圖的基本知識和技巧。

一、R語言繪圖代碼

R語言繪圖的代碼非常簡單，並且非常靈活。R提供了多種繪圖函數，例如plot函數、hist函數、boxplot函數等等。下面是一個簡單的散點圖的代碼：

library(ggplot2)
data(mtcars)
ggplot(mtcars, aes(x=wt, y=mpg)) + geom_point()

這段代碼使用了ggplot2包。先導入數據集mtcars，然後使用ggplot函數創建基本的散點圖。其中aes參數指定了x軸和y軸。最後使用加號+簽名串連接圖層geom_point來繪製散點圖。

二、R語言中三種繪圖

R語言中主要有三種繪圖方式：

1. 基礎繪圖函數

基礎繪圖函數主要包括plot、hist、boxplot、pie等。這些函數提供了基本的繪圖功能，但是功能比較簡單，可定製性不高。

2. Lattice繪圖函數

Lattice包提供了一種高度可定製的繪圖方式。它通過使用高級繪圖函數，如xyplot、bwplot和levelplot來創建帶有相同數據集的圖形，而無需編寫過多的代碼。

3. ggplot2繪圖函數

ggplot2包提供了一種高可定製性的繪圖方式，能夠創建各種類型的精美圖形，如散點圖、直方圖、箱線圖、密度圖等等。

三、R語言繪圖軟件基本功能

R語言繪圖軟件提供了基本的繪圖功能，包括：

1. 軸標籤和注釋：可以設置任意軸上的標籤和注釋。

2. 圖像格式：可以生成多種格式的圖像，例如png、jpg、pdf等。

3. 圖例：可以提供圖例，用於說明數據的含義。

4. 顏色和大小：可以自定義數據點的顏色和大小。

5. 數據子集：可以在圖表中繪製數據子集。

6. 多個圖表：可以在同一畫布上繪製多個圖表。

7. 符號和線條：可以自定義符號和線條的類型。

四、R語言繪圖有鋸齒、字太小、比例不對的問題

在使用R語言繪圖時，可能會遇到鋸齒、字體太小、比例不對等問題，我們可以通過設置參數來解決這些問題。

以下是解決實際應用中經常出現的三個問題的參數設置：

1. 鋸齒問題：使用type=”cairo”參數解決鋸齒問題。

2. 字體太小問題：使用cex參數調整字體大小。

3. 比例不對問題：使用asp參數調整比例。

五、R語言繪圖參數

R語言提供了大量的繪圖參數，可以通過設置這些參數調整圖表的外觀和行為。一般來說，參數可以分為以下幾類：

1. 圖形設備參數：如mfrow、mfcol等，用於設置繪圖設備的行、列等。

2. 繪圖區域參數：如xlim、ylim等，用於設定坐標軸上的範圍。

3. 標題和標籤參數：如main、xlab、ylab等，用於添加標題和軸標籤。

4. 線條和點標記參數：如lwd、lty、pch等，用於設定線條和點標記的類型和大小。

5. 顏色參數：如col、bg等，用於設定顏色。

6. 字體參數：如font、cex等，用於設定字體。

7. 布局參數：如par()中的mfg、oma、mar等，用於設定圖形布局。

六、R語言繪圖字太小、比例不對的解決方案

在R語言繪圖時，我們可能會遇到字體太小、比例不對的問題。下面是兩種常用的解決方案：

1. 使用ggplot2包繪圖時，可以使用theme函數和element_text函數調整字體大小。

library(ggplot2)
data(mtcars)
ggplot(mtcars, aes(x=wt, y=mpg)) + geom_point() +
  theme(
    axis.text = element_text(size=12),
    axis.title = element_text(size=14)
  )

2. 使用par函數和plot函數時，可以使用cex參數設置字體大小，asp參數設置比例。

plot(x, y, type="o", col="blue", pch=1, lty=3, 
     main="plot title", xlab="x axis", ylab="y axis", 
     xlim=c(0, max(x)), ylim=c(0, max(y)), cex.main=1.5, 
     cex.axis=1.2, asp=1)

七、R語言繪圖實例

下面是一個綜合繪圖實例，展示如何使用ggplot2包創建一個累計人數的堆疊柱狀圖。

library(ggplot2)
data(quakes)

quakes$mag_level <- cut(quakes$mag, c(0, 5, 6, 7, Inf),
                  labels=c("5以下", "5-6", "6-7", "7以上"))

quake_plot <- ggplot(quakes, aes(x=as.factor(as.Date(paste(year, month, day, sep="-"))),
                                 fill=mag_level)) +
              geom_bar() + 
              scale_fill_manual(values = c("#ffeda0", "#feb24c", "#f03b20", "#bd0026"),
                                name="地震矩震級") +
              labs(title = "全球地震情況", x="日期", y="累計人數") +
              theme(legend.position = "top", axis.text.x = element_text(angle = 90, hjust = 1))

quake_plot

這段代碼使用了quakes數據集，首先將地震矩震級變量分成四個等級，然後使用ggplot函數創建基本的圖形。設置填充顏色、圖例、標題、橫坐標軸、縱坐標軸等，最後使用theme函數設置英文字體角度等參數，繪製出一個堆疊柱狀圖。

八、R語言繪圖支持中文嗎

默認情況下，R語言繪圖不支持中文，但是我們可以通過安裝適當的包和設置參數來支持中文。

首先，我們需要安裝ggplot2、Extrafont等包，然後執行下面的代碼加載字體：

library(ggplot2)
library(extrafont)
font_import(pattern="wqy-microhei.ttc") 
pdfFonts("wqy-microhei"=embed_font("wqy-microhei.ttc"))

其中，font_import函數可以將字體導入系統，pdfFonts函數用來指定字體。其中，wqy-microhei.ttc是一種常用的中文字體文件，可以從網上下載。

接着，我們可以使用如下代碼來繪製中文圖形：

ggplot(iris, aes(Sepal.Length, Petal.Length)) +
  geom_point(aes(color=Species)) +
  scale_color_discrete(name="物種") +
  ggtitle("鳶尾花數據集") +
  xlab("花萼長度") + ylab("花瓣長度") + 
  theme(plot.title=element_text(family="wqy-microhei",size=20),
        axis.title=element_text(family="wqy-microhei",size=15),
        axis.text=element_text(family="wqy-microhei",size=12))

這段代碼使用了iris數據集，首先創建散點圖，然後設置顏色、圖例、標題、橫坐標軸、縱坐標軸等等，最後使用theme函數設置中文字體、字號等參數，繪製出一個中文散點圖。

九、R語言繪圖如何加標題

在R語言繪圖中，我們可以使用main參數來指定主標題，使用xlab和ylab參數來指定橫坐標軸和縱坐標軸的標籤。

例如，下面的代碼繪製了一張散點圖，並指定了主標題、橫坐標軸和縱坐標軸的標籤：

plot(mtcars$mpg, mtcars$wt, xlab="汽車重量", ylab="每加侖英里數", main="關於汽車的性能")

除了以上的參數，我們還可以使用labs函數為圖形添加標題和標籤，例如：

ggplot(mtcars, aes(x=wt, y=mpg)) + geom_point() + 
  labs(title="汽車重量和每加侖英里數的關係", x="汽車重量", y="每加侖英里數")

這段代碼使用ggplot函數、geom_point函數繪製散點圖，使用labs函數添加主標題和標籤。其中，x和y參數用來指定橫坐標軸和縱坐標軸的標籤，而title參數用來指定主標題。

總結

本文介紹了R語言繪圖的基本知識和技巧，包括繪圖代碼、繪圖方式、繪圖軟件基本功能、參數設置、中文支持、常見問題解決方案和繪圖標題等。除了上述內容之外，R還支持各種各樣的圖形、統計圖表和交互式圖表，可以幫助我們更好地展示數據和提高數據可讀性。