第7章 高级绘图工具教学课件R语言数据分析与挖掘.pptx

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1、第7章 高级绘图工具教学课件R语言数据分析与挖掘目录PAGEggplot2绘图工具01202交互式绘图工具01PAGEggplot2绘图工具301PAGE4ggplot2绘图工具ggplot2是一套全面而连贯的语法绘图系统。它弥补了R语言中创建图形缺乏一致性的缺点。ggplot2具有以下特性：高质量图形的绘制，自动化添加网格线和图例。叠加来自不同数据源的多个图层（点、线、地图、箱线图等）。利用R语言强大的建模功能添加平滑曲线，如loess、线性模型、广义可加模型和稳健回归。保存任意ggplot2图形，方便修改或重复使用。制作主题，满足内部定制或杂志风格的需求，便捷地应用到多副图形上。从视觉角度

2、上审视你的图形，斟酌每一部分数据如何呈现在最终图形上。4R语言数据分析与挖掘（微课版）PAGE5从qplot()函数开始qplot()函数的意思是快速作图（quick plot），利用它可以很方便地创建各种复杂图形。qplot()函数被设计得与plot()函数很像，因此如果有base包绘图基础，那么用起它来也会很容易。qplot()函数的基本表达形式为：qplot(x,y=NULL,.,data,facets=NULL,margins=FALSE,geom=auto,stat=list(NULL),position=list(NULL),xlim=c(NA,NA),ylim=c(NA,NA),

3、log=,main=NULL,xlab=deparse(substitute(x),ylab=deparse(substitute(y),asp=NA)其中，参数facets是图形/数据的分面，参数geom指图形的几何类型，参数stat指图形的统计类型，参数position可图形或者数据的位置调整，其他参数与plot()函数类似。5R语言数据分析与挖掘（微课版）if(!require(ggplot2)if(!require(ggplot2)install.packages(ggplot2)install.packages(ggplot2)plot(mtcars$wt,mtcars$mpg)#p

4、lot(mtcars$wt,mtcars$mpg)#方法一方法一 qplot(mtcars$wt,mtcars$mpg)#qplot(mtcars$wt,mtcars$mpg)#方法二方法二PAGE6从qplot()函数开始同样也可以使用参数main增加主标题，xlab、ylab修改X轴标题和Y轴标题，通过xlim，ylim参数修改X轴、Y轴的范围。6R语言数据分析与挖掘（微课版）#修改修改标题及坐及坐标轴 plot(mtcars$wt,mtcars$mpg,main=plot(mtcars$wt,mtcars$mpg,main=利用利用plotplot函数函数绘制散点制散点图,+xlab=W

5、eight(1000 lbs),ylab=Miles/(US)gallon,+xlab=Weight(1000 lbs),ylab=Miles/(US)gallon,+xlim=c(0,10),ylim=c(0,40)#+xlim=c(0,10),ylim=c(0,40)#方法一方法一 qplot(mtcars$wt,mtcars$mpg,main=qplot(mtcars$wt,mtcars$mpg,main=利用利用qplotqplot函数函数绘制散点制散点图,+xlab=Weight(1000 lbs),ylab=Miles/(US)gallon,+xlab=Weight(1000 lb

6、s),ylab=Miles/(US)gallon,+xlim=c(0,10),ylim=c(0,40)#+xlim=c(0,10),ylim=c(0,40)#方法二方法二PAGE7从qplot()函数开始甚至，qplot()函数也利用参数pch改变点形状、cex改变点大小、col改变颜色。7R语言数据分析与挖掘（微课版）#修改修改颜色、形状、大小色、形状、大小 plot(mtcars$wt,mtcars$mpg,main=plot(mtcars$wt,mtcars$mpg,main=利用利用plotplot函数函数绘制散点制散点图,+xlab=Weight(1000 lbs),ylab=Mil

7、es/(US)gallon,+xlab=Weight(1000 lbs),ylab=Miles/(US)gallon,+xlim=c(0,10),ylim=c(0,40),+xlim=c(0,10),ylim=c(0,40),+pch=7,cex=2,col=green)#+pch=7,cex=2,col=green)#方法一方法一 qplot(mtcars$wt,mtcars$mpg,main=qplot(mtcars$wt,mtcars$mpg,main=利用利用qplotqplot函数函数绘制散点制散点图,+xlab=Weight(1000 lbs),ylab=Miles/(US)gal

8、lon,+xlab=Weight(1000 lbs),ylab=Miles/(US)gallon,+xlim=c(0,10),ylim=c(0,40),pch=I(7),+xlim=c(0,10),ylim=c(0,40),pch=I(7),+cex=I(2),col=I(green)#+cex=I(2),col=I(green)#方法二方法二PAGE8从qplot()函数开始上面的例子都是通过利用qplot()函数绘制散点图，可以通过参数geom指定不同的几何对象，绘制各种图形。8R语言数据分析与挖掘（微课版）#通通过geomgeom参数指定参数指定图形的几何形的几何类型型 library(

9、ggplot2)library(ggplot2)q1 q1 q2 q2 q3 q3 q4 q4 q5 q5 q6 q6 if(!require(gridExtra)install.packages(gridExtra)if(!require(gridExtra)install.packages(gridExtra)grid.arrange(q1,q2,q3,q4,q5,q6,ncol=3)grid.arrange(q1,q2,q3,q4,q5,q6,ncol=3)PAGE9ggplot()函数绘图ggplot()函数的功能是初始化一个ggplot对象，不指定做图内容。其使用格式为：ggplot

10、(data=NULL,)其中，data指数据集。layer()函数的功能是创建一个新的图层。其使用格式为：layer(geom,stat,data,mapping,position)其中，geom为图形的几何类型，stat为图形的统计类型，data指数据集，mapping指映射，position可图形或者数据的位置调整。9R语言数据分析与挖掘（微课版）几何几何对象函数象函数描述描述geom_abline直线：由斜率和截距指定geom_area面积图geom_bar条形图geom_bin2d二维封箱的热图geom_blank空的几何对象，什么也不画geom_boxplot箱线图geom_cont

11、our等高线图geom_crossbarCrossbar图（类似于箱线图，但没有触须和极值点）geom_density密度图geom_density2d二维密度图geom_errorbar误差线（通常添加到其他图形上，比如柱状图、点图、线图等）geom_errorbarh水平误差线geom_freqploy频率多边形（类似于直方图）geom_hex六边形图（通常用于六边形封箱）geom_histogram直方图geom_hline水平线geom_jitter自动添加了扰动点geom_line线geom_linerange区间，用竖直线表示geom_path几何路径，由一组点按顺序链接geom_

12、point点geom_pointrange一条垂直线，线的中间有一个点（与Crossbar图和箱线图有关）geom_polygon多边形geom_quantile一组分位数线（来自分位数回归）geom_rect二维的长方形geom_ribbon彩虹图geom_rug触须geom_segment线段geom_smooth平滑的条件均值geom_step阶梯图geom_text文本geom_tile瓦片（即一个个小长方形或多边形）PAGE10ggplot()绘图示例10R语言数据分析与挖掘（微课版）library(ggplot2)library(ggplot2)ggplot(iris,aes(x=

13、Species,y=Sepal.Length,fill=Species)ggplot(iris,aes(x=Species,y=Sepal.Length,fill=Species)+geom_boxplot()+geom_boxplot()+labs(title=+labs(title=依据种依据种类分分组的花萼的花萼长度箱度箱线图)+)+theme(legend.position=none)+theme(legend.position=none)ggplot(iris,aes(x=Species,y=Sepal.Length,fill=Species)ggplot(iris,aes(x=Sp

14、ecies,y=Sepal.Length,fill=Species)+geom_violin()+geom_violin()+geom_jitter()+geom_jitter()+labs(title=+labs(title=依据种依据种类分分组的花萼的花萼长度箱度箱线图)+)+theme(legend.position=none)+theme(legend.position=none)PAGE11ggplot2分面板11R语言数据分析与挖掘（微课版）可以利用facet_wrap()或facet_grid()函数对图形进行分面。例如利用lattice中的数据集singer，对不同声部的身高数

15、据绘制密度图。可以设置面板的行数或列数（通过facet_wrap()中的参数nrow和ncol设置），并可以利用主题参数theme设置图例。data(singer,package=lattice)data(singer,package=lattice)ggplot(data=singer,aes(x=height,fill=voice.part)+ggplot(data=singer,aes(x=height,fill=voice.part)+geom_density()+geom_density()+facet_wrap(voice.part,ncol=4)+facet_wrap(voice

16、.part,ncol=4)+theme(legend.position=none)+theme(legend.position=none)PAGE12修改颜色12R语言数据分析与挖掘（微课版）可以使用scale_color_manual()或scale_color_brewer()函数修改图形的颜色。#调整整图形填充形填充颜色色#方式一：使用方式一：使用scale_color_manualscale_color_manual函数函数 g1 g1#方式二方式二:使用使用scale_color_brewerscale_color_brewer函数函数 g2 g2 gridExtra:grid.ar

17、range(g1,g2,ncol=2)gridExtra:grid.arrange(g1,g2,ncol=2)PAGE13ggthemes扩展包13R语言数据分析与挖掘（微课版）ggthemes是ggplot2的主题扩展包，提供ggplot2使用的新主题、尺度、几何对象和一些新函数。ggthemes通过install.packages(ggthemes,dependencies=TRUE)命令进行安装。加载该包主要作用是ggthemes提供的themes可以让我们快速绘制不同主题图像。主主题名名描述描述theme_base类似于 ggplot 默认设置theme_calc类似 LibreOff

18、ice Calc 图表theme_economist类似经济类图表theme_economist_white类似经济类图表theme_excel类似经典excel图表theme_few简洁型theme_fivethirtyeight类似于 http:/的图theme_foundation这个主题的设计是为基础建立新的主题,而不是直接使用。theme_foundation是一个完整的主题,只有最小的元素定义。它相比于theme_gray或theme_bw更容易通过扩展创建新的主题。theme_gdocs类似默认的 Google Docs Charttheme_hcHighcharts JSthe

19、me_igary主题与白色面板和灰色背景。theme_map一个简洁的地图主题theme_panderpander的默认主题theme_solarized可以看 http:/ 的介绍theme_solarized_2同上theme_solid主题删除所有non-geom元素(线条、文本等),这个主题只有所需的几何对象。theme_stata基于 Stata graph schemes的主题theme_tufte基于数据墨水最大化和图形设计的Edward Tufte 定量信息的视觉显示。没有边界,没有轴线,没有网格。这个主题与geom_rug或geom_rangeframe结合效果最好。them

20、e_wsjWall Street Journal themePAGE14ggExtra扩展包14R语言数据分析与挖掘（微课版）ggExtra是一个在ggplot2图形边缘添加直方图的扩展包，可以通过install.packages(“ggExtra”)命令进行安装。ggMarginal()函数可以给ggplot2图形边界添加密度图、直方图、箱线图或小提琴图。运行以下代码给散点图的X、Y轴添加直方图。library(ggExtra)library(ggExtra)library(ggplot2)library(ggplot2)set.seed(1234)set.seed(1234)df df-p

21、 p#add marginal histograms#add marginal histograms ggMarginal(p,type=histogram)ggMarginal(p,type=histogram)ggMarginal(p,type ggMarginal(p,type=histogram,colour histogram,colour=pink,fill pink,fill=green)green)PAGE交互式绘图工具1502PAGE16recharts包16R语言数据分析与挖掘（微课版）recharts基于Echarts2的一个稳定发布版(v2.2.7)开发，安装命令如下：

22、recharts是一个用于交互可视化的R扩展包，它提供了一套面向JavaScript库ECharts2的接口。此包的目的是让R语言用户即便不精通HTML或JavaScript，也能用很少的代码做出Echarts交互图。当然，懂一点JavaScript的话会更如虎添翼。recharts基于htmlwidgets扩展包开发，这样做的优点是极大地节省了开发者管理JavaScript依赖包和处理不同类型的输出文档（如R Markdown和Shiny）的时间。你只需要创建一幅图，而如何输出这幅图（无论R Markdown,Shiny,还是R控制台/RStudio）则交由htmlwidgets来处理。if

23、(!require(devtools)library(devtools)if(!require(devtools)library(devtools)devtools:install_github(madlogos/recharts)devtools:install_github(madlogos/recharts)PAGE17recharts包-散点图17R语言数据分析与挖掘（微课版）此包的主函数是echartr()和S3通用函数echart()。在设计宗旨上，希望它们能自动处理不同类型数据。比如，当把一个数据框传入echart()，而x、y变量均为数值型，它们会自动适配散点图，并自动生成对应

24、的坐标轴。当然，你也可以通过参数type选择需要展示的图形。echartr()函数的基本表达形式为：echartr(data,x=NULL,y=NULL,series=NULL,weight=NULL,facet=NULL,t=NULL,lat=NULL,lng=NULL,type=auto,subtype=NULL,elementId=NULL,.)主主题名名描述描述data数据源，必须是数据框x自变量。data的一列或多列。可以是时间、数值或文本型y因变量，data的一列或多列。始终为数值型series分组变量，data的某一列。进行运算被视为因子。作为数据系列映射到图例weight权重变

25、量，在气泡图、线图、柱图中与图形大小关联facet分面变量，data的某一列。facet的每个水平会生成一个独立的分面type图表类型，默认为auto library(recharts)library(recharts)echartr(iris,Sepal.Length,Sepal.Width)echartr(iris,Sepal.Length,Sepal.Width)PAGE18recharts包-条形图18R语言数据分析与挖掘（微课版）recharts扩展包绘制条形图包含三种类型：条图：bar|hbar、柱图：column|vbar、直方图：histogram|hist。revenue r

26、evenue library(reshape2)library(reshape2)revenue revenue colnames(revenue)colnames(revenue)#绘制条形制条形图，默，默认hbarhbar类型型 b b-%+setTitle(+setTitle(游游戏收入收入,pos=12)%,pos=12)%+setLegend(pos=6)+setLegend(pos=6)b bPAGE19rbokeh包19R语言数据分析与挖掘（微课版）Bokeh是一个创建交互式图表和地图的python库，现在有了对应的R包，作者是Ryan Hafen。它可以很容易地创建漂亮的网页图

27、表，并且跟Shiny完全兼容。通常，利用bokeh来绘图需要给图形添加图层，类似于ggplot2。对于创建一个简单的图表，主要包含以下两个步骤：（1）figure()初始化图形。它有很多参数，用来设置宽度、高度、标题和坐标轴参数。（2）ly_geom()指定你要用到的几何类型。这里有多种选择：ly_points，ly_lines，ly_hist，ly_boxplot等。这些函数中的参数可以用来指定点的大小，颜色以及显示哪些变量等。rbokeh扩展包可以通过install.packages(rbokeh)命令进行安装。rbokeh修改图形的方法与recharts相同，也是通过%进行。if(!re

28、quire(rbokeh)install.packages(rbokeh)if(!require(rbokeh)install.packages(rbokeh)z z p%p%+ly_points(cars,hover=cars)%+ly_points(cars,hover=cars)%+ly_lines(lowess(cars),legend=lowess)%+ly_lines(lowess(cars),legend=lowess)%+ly_abline(z,type=2,legend=lm)+ly_abline(z,type=2,legend=lm)p pPAGE20plotly包20R语

29、言数据分析与挖掘（微课版）plotly.js是开源的JavaScript图标库，它带来20种图表类型，包括3D图表、统计图表和SVG地图。plotly是基于plotly.js创建交互式web图表的R扩展包，它基于HTML widgets框架运行。plotly包可以通过install.packages(plotly)命令进行安装。plotly具有非常友好的交互效果。单击拖动可以放大，按下shift键单击可以移动，双击可自动缩放。revenue revenue#绘制柱状制柱状图 if(!require(plotly)install.packages(plotly)if(!require(plotly)install.packages(plotly)p p-p p p%add_trace(y=p%add_trace(y=上周上周,name=,name=上周上周)