R语言绘图指南

绘图是数据可视化的重要方式之一，而R作为一门强大的数据分析和建模工具，自然也拥有着强大的绘图功能。本文将介绍R语言绘图的基本知识和技巧。

一、R语言绘图代码

R语言绘图的代码非常简单，并且非常灵活。R提供了多种绘图函数，例如plot函数、hist函数、boxplot函数等等。下面是一个简单的散点图的代码：

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

这段代码使用了ggplot2包。先导入数据集mtcars，然后使用ggplot函数创建基本的散点图。其中aes参数指定了x轴和y轴。最后使用加号+签名串连接图层geom_point来绘制散点图。

二、R语言中三种绘图

R语言中主要有三种绘图方式：

1. 基础绘图函数

基础绘图函数主要包括plot、hist、boxplot、pie等。这些函数提供了基本的绘图功能，但是功能比较简单，可定制性不高。

2. Lattice绘图函数

Lattice包提供了一种高度可定制的绘图方式。它通过使用高级绘图函数，如xyplot、bwplot和levelplot来创建带有相同数据集的图形，而无需编写过多的代码。

3. ggplot2绘图函数

ggplot2包提供了一种高可定制性的绘图方式，能够创建各种类型的精美图形，如散点图、直方图、箱线图、密度图等等。

三、R语言绘图软件基本功能

R语言绘图软件提供了基本的绘图功能，包括：

1. 轴标签和注释：可以设置任意轴上的标签和注释。

2. 图像格式：可以生成多种格式的图像，例如png、jpg、pdf等。

3. 图例：可以提供图例，用于说明数据的含义。

4. 颜色和大小：可以自定义数据点的颜色和大小。

5. 数据子集：可以在图表中绘制数据子集。

6. 多个图表：可以在同一画布上绘制多个图表。

7. 符号和线条：可以自定义符号和线条的类型。

四、R语言绘图有锯齿、字太小、比例不对的问题

在使用R语言绘图时，可能会遇到锯齿、字体太小、比例不对等问题，我们可以通过设置参数来解决这些问题。

以下是解决实际应用中经常出现的三个问题的参数设置：

1. 锯齿问题：使用type="cairo"参数解决锯齿问题。

2. 字体太小问题：使用cex参数调整字体大小。

3. 比例不对问题：使用asp参数调整比例。

五、R语言绘图参数

R语言提供了大量的绘图参数，可以通过设置这些参数调整图表的外观和行为。一般来说，参数可以分为以下几类：

1. 图形设备参数：如mfrow、mfcol等，用于设置绘图设备的行、列等。

2. 绘图区域参数：如xlim、ylim等，用于设定坐标轴上的范围。

3. 标题和标签参数：如main、xlab、ylab等，用于添加标题和轴标签。

4. 线条和点标记参数：如lwd、lty、pch等，用于设定线条和点标记的类型和大小。

5. 颜色参数：如col、bg等，用于设定颜色。

6. 字体参数：如font、cex等，用于设定字体。

7. 布局参数：如par()中的mfg、oma、mar等，用于设定图形布局。

六、R语言绘图字太小、比例不对的解决方案

在R语言绘图时，我们可能会遇到字体太小、比例不对的问题。下面是两种常用的解决方案：

1. 使用ggplot2包绘图时，可以使用theme函数和element_text函数调整字体大小。

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函数和plot函数时，可以使用cex参数设置字体大小，asp参数设置比例。

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语言绘图实例

下面是一个综合绘图实例，展示如何使用ggplot2包创建一个累计人数的堆叠柱状图。

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="地震矩震级") +
              labs(title = "全球地震情况", x="日期", y="累计人数") +
              theme(legend.position = "top", axis.text.x = element_text(angle = 90, hjust = 1))

quake_plot

这段代码使用了quakes数据集，首先将地震矩震级变量分成四个等级，然后使用ggplot函数创建基本的图形。设置填充颜色、图例、标题、横坐标轴、纵坐标轴等，最后使用theme函数设置英文字体角度等参数，绘制出一个堆叠柱状图。

八、R语言绘图支持中文吗

默认情况下，R语言绘图不支持中文，但是我们可以通过安装适当的包和设置参数来支持中文。

首先，我们需要安装ggplot2、Extrafont等包，然后执行下面的代码加载字体：

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

其中，font_import函数可以将字体导入系统，pdfFonts函数用来指定字体。其中，wqy-microhei.ttc是一种常用的中文字体文件，可以从网上下载。

接着，我们可以使用如下代码来绘制中文图形：

ggplot(iris, aes(Sepal.Length, Petal.Length)) +
  geom_point(aes(color=Species)) +
  scale_color_discrete(name="物种") +
  ggtitle("鸢尾花数据集") +
  xlab("花萼长度") + ylab("花瓣长度") + 
  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))

这段代码使用了iris数据集，首先创建散点图，然后设置颜色、图例、标题、横坐标轴、纵坐标轴等等，最后使用theme函数设置中文字体、字号等参数，绘制出一个中文散点图。

九、R语言绘图如何加标题

在R语言绘图中，我们可以使用main参数来指定主标题，使用xlab和ylab参数来指定横坐标轴和纵坐标轴的标签。

例如，下面的代码绘制了一张散点图，并指定了主标题、横坐标轴和纵坐标轴的标签：

plot(mtcars$mpg, mtcars$wt, xlab="汽车重量", ylab="每加仑英里数", main="关于汽车的性能")

除了以上的参数，我们还可以使用labs函数为图形添加标题和标签，例如：

ggplot(mtcars, aes(x=wt, y=mpg)) + geom_point() + 
  labs(title="汽车重量和每加仑英里数的关系", x="汽车重量", y="每加仑英里数")

这段代码使用ggplot函数、geom_point函数绘制散点图，使用labs函数添加主标题和标签。其中，x和y参数用来指定横坐标轴和纵坐标轴的标签，而title参数用来指定主标题。

总结

本文介绍了R语言绘图的基本知识和技巧，包括绘图代码、绘图方式、绘图软件基本功能、参数设置、中文支持、常见问题解决方案和绘图标题等。除了上述内容之外，R还支持各种各样的图形、统计图表和交互式图表，可以帮助我们更好地展示数据和提高数据可读性。