【数据分析 R语言实战】学习笔记 第四章 数据的图形描述 （上）

4.1 R绘图概述

以下两个函数,可以分别展示二维,三维图形的示例:

>demo(graphics) >demo(persp)

R提供了多种绘图相关的命令，可分成三类:

高级绘图命令：在图形设备上产生一个新的图区，它可能包括坐标轴、标签、标题等。

低级绘图命令：在一个己经存在的图形上加上更多的图形元素，如额外的点、线和标签。

交互式图形命令：允许交互式地用鼠标在一个已经存在的图形.上添加图形信息或者提取图形信息。

使用R语言作图，主要按照以下步骤进行:

①取原始数据，准备好绘图需要的变量。

②如有需要，对绘图区域进行设置、分割。

③绘制图形，例如创建坐标轴井绘制点图、曲线或其他类型的图。

④标注图形。对图形进行标注，包括在图形中添加标题、坐标轴标注、文字标注等。

⑤设置图形格式，添加图例。包括设置图形中的线宽、线型、颜色，标一记点的形状、大小、颜色，以及坐标轴格式等。

⑥保存和导出图形。按指定文件格式、属性保存或导出图形，以备以后使用。

4.2绘图区域分割

主要有三个函数par(), layout(), spiit.screen()可以完成图形区域的分割。

4.2.1函数par()

函数par() 可以将绘图区域分割成规则的几部分，例如par(mfrow=c(3,2))将图形区域分成3X2的多重图框，每块.显示一个图形，按行显示，也可以使用mfcol按列输入图形。

4.2.2函数layout（)

layout()内部的参数是一个矩阵(matrix )，其通过定义矩阵来灵活地将图形区域进行分割，matrix默认按列输入。

layout(mat, widths = rep.int(1,ncol(mat)),heights = rep.int(1, nrow(mat)), respect = FALSE)

mat为矩阵，用于设置窗口的划分，矩阵的0元素表示该位置不画图，非0元素必须包括从1开始的连续整数值，比如，1,2,...,N，按非0元素的大小设置图形的顺序。widths用来设置窗口不同列的宽度，heights设置不同行的高度。例如:

layout(matrix(1:4,2,2))#将绘图区域分成2X2的多重图框。 layout(matrix(c(1,3,2,3),2,2))#将图形区域分成三个不规则的区域。

layout(matrix(c(1,1,2,3,2,3),2,3))#将图形区域分成如下的不规则区域。

分割完成后，通过指令layout.show(3)可以查看区域分割后的结构。要取消图形区域分割，输入指令layout(1)

4.2.3函数split.screen()

split.screen()同样由向量或矩阵灵活控制区域的分割方式。

>split.screen(c (2，1)) #释将图形区域分成上下两部分显示 [1] 1 2 >split.screen(c(1,2),screen=2)#将第二部分(下半区)又分割成两个区域 [1]3 4 >screen(1)#准备在第一个区域绘图

4.3二维图形

4.3.1高级绘图函数

1.函数plot()

plot()是最常用的高级绘图函数，这是一个泛型函数，其产生的图形依赖于参数的类型。

其他高级绘图函数：

高级绘图函数的参数设置：

函数hist()

hist(x, breaks = "Sturges",freq = NULL,probability= !freq,include.lowest = TRUE, right = TRUE,density = NULL, angle = 45, col = NULL, border = NULL,main = paste("Histogram of" , xname),xlim = range(breaks), ylim = NULL,xlab = xname, ylab,axes = TRUE, plot = TRUE, labels = FALSE,nclass = NULL, warn.unused = TRUE, ...)

4 .3.2多元数据绘图

> data(warpbreaks) > coplot(breaks~1:54|wool*tension,data=warpbreaks,col="red",bg="pink",pch=21,bar.bg=c(fac="lightblue"))

4.3.3低级绘图函数

利用高级函数画出基本图形后，可使用低级绘图函数添加新的图形元素，如点、图例、标鉴等

4 .3.4图形美化

4.3.5交互式绘图命令

R的交互式函数允许用户直接用鼠标在一个图上提取和提交信息，最简单、最常用的函数是:

Locator(n,type="n",…)

> x=rnorm(10) > plot(x) > locator(5,"o",col="red") $x [1] 1.929092 4.018157 6.998556 10.034663 [5] 7.945598 $y [1] 1.21499224 0.97074910 0.43574030 [4] 0.05192964 -0.70406106

R中另一个比较有意思的交互函数是identify()它用于在散点图中找出点。输入它之后，系统读取在图中鼠标按下时指针的坐标位置，然后搜索(x,y)指定的坐标点，如果这一点足够接近指针的位置，那么将在图中返回指定的图形元素。 identify(x, y, labels，…)

4.4三维图形

R中绘制三维图形的基本函数有三个，分别为:

image(x,y,z)，产生长方形的网格，以不同颜色表示z的值。

contour(x,y,z)，以等高线表示z的值。

persp(x,y,z),产生3D表面。

4.5 lattice程序包

lattice适用于多个变量的数据集绘图，其中的大部分函数是以一个公式作为主要的自变量.

例如y~x|z表示绘制Y关于x的图，并以变量z为分类依据，画出多个图。

> library(ggplot2) > library(lattice) > data(diamonds,package="ggplot2") > sample=diamonds[sample(nrow(diamonds),1000),] > xyplot(price~carat,data=sample,groups=cut,auto.key=list(corner=c(1,0)),type=c("p","smooth"),span=.7,main="PriceVS. Carat")

为了更好地按某一分类变量去比较数据，有些时候也需要分割图形区域。使用lattice绘图时，分割绘图区域的操作变得很简单，只要设置参数layout即可。lattice中含有绘制三维图形的函数，其中cloud()用于绘制三维散点图，与plot3d()效果相似，但可以进行分组绘图:wireframe()用于绘制3D表面图，它与基础包中的persp()效果相似。