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R語言繪制雙坐標圖的案例詳解_R語言

作者：Blackrosetian ? 更新時間： 2023-02-17 編程語言

之前推送了一系列關(guān)于使用ggplot2包繪制統(tǒng)計圖形的文章，有網(wǎng)友詢問是否可以繪制雙軸的統(tǒng)計圖形。很抱歉，Hradly在設計ggplot2包時就沒有將雙軸圖形功能考慮進來。難道R語言就無法繪制雙軸圖形了嗎？非也，R不僅是統(tǒng)計學家的標準工具，也是一款繪制圖形的理想工具。下面就跟大家介紹plotrix包中的twoord.plot()函數(shù)和twoord.stackplot()函數(shù)，它們可以實現(xiàn)雙坐標軸圖形的繪制。

twoord.plot()函數(shù)語法及參數(shù)含義：

twoord.plot(lx,ly,rx,ry,data=NULL,main="",
        xlim=NULL,lylim=NULL,rylim=NULL,
        mar=c(5,4,4,4),lcol=1,rcol=2,
        xlab="",lytickpos=NA,ylab="",
        ylab.at=NA,rytickpos=NA,rylab="",
        rylab.at=NA,lpch=1,rpch=2,
        type="b",xtickpos=NULL,
        xticklab=NULL,halfwidth=0.4,
        axislab.cex=1,do.first=NULL,...)

lx,ly,rx,ry：分別指定左坐標軸和右坐標軸的值，必須是連續(xù)的值

data：需要繪制雙軸圖形的數(shù)據(jù)框

main：為圖形指定標題

xlim：限制橫坐標值的范圍

lylim,rylim：限制左右縱坐標值的范圍

mar：設置圖形邊界距，默認值為(5,4,4,4)

lcol,rcol：設置左右坐標軸的顏色，這樣可以起到圖例的作用

xlab：設置橫坐標軸標簽

lytickpos：設置左坐標軸刻度標簽的位置

ylab：設置左坐標軸標簽

ylab.at：設置左坐標軸標簽位置

rytickpos：設置右坐標軸刻度標簽的位置

rylab：設置又坐標軸標簽

rylab.at：設置右坐標軸標簽位置

lpch,rpch：設置左右坐標軸圖形的外觀

type：指定圖形類型

xtickpos：設置橫坐標軸刻度標簽位置

xticklab：設置橫坐標軸刻度標簽

halfwidth：設置用戶給定條形圖寬度的一半

axislab.cex：設置坐標軸標簽和刻度標簽的大小

do.first：通過該參數(shù)可以往圖形中添加背景色或網(wǎng)格線

下面通過案例來說明twoord.plot()函數(shù)的應用：

library(plotrix)

繪制雙軸的兩個線圖

Date <- seq(from = as.Date(‘2015-01-01'), to = as.Date(‘2015-12-01'),
by = ‘month')

Consumers <- c(100,80,120,153,200,188,220,322,300,321,282,304)

Amount <- c(1000,840,1458,1844,2045,2000,2548,5081,5000,5200,4800,4971)

df1 <- data.frame(Date = Date, Consumers=Consumers, Amount = Amount)

twoord.plot(lx = df1$Date, ly = df1$Consumers, rx = df1$Date, ry = df1$Amount,
main = ‘雙軸的兩條線圖', xlab = ‘月份', ylab = ‘會員人數(shù)', rylab = ‘總消費額', type = c(‘line','line'))

雖然雙坐標軸圖形已經(jīng)繪制好，但圖中有幾個不滿意的地方：

1）橫坐標軸的刻度標簽不是正確的日期格式

2）右坐標軸刻度標簽很擠

3）圖形不炫酷，想添加背景色或網(wǎng)格線

好，這些不滿意的地方都不是問題，twoord.plot()函數(shù)可以輕松搞定：

1）通過xticklab參數(shù)重新設置橫坐標軸的刻度標簽

2）通過rytickpos參數(shù)重新設置刻度標簽

3）通過do.first參數(shù)給圖形添加背景色和網(wǎng)格線

twoord.plot(lx = df1$Date, ly = df1$Consumers, rx = df1$Date, ry = df1$Amount,
main = ‘雙軸的兩條線圖', xlab = ‘月份', ylab = ‘會員人數(shù)', rylab = ‘總消費額', type = c(‘line','line'),
xtickpos=as.numeric(df1$Date), xticklab = as.character(df1$Date), rytickpos
= seq(500,5000,by = 1500), do.first = ‘plot_bg(col = \'gray\'); grid(col
= \'white\', lty = 2)')

這樣的圖形結(jié)果要比上面的圖看起來舒服多了。如果想把左坐標軸的會員人數(shù)用條形圖表示，右坐標軸的總消費額用線條表示，該如何操作呢？很簡單，只需將type參數(shù)設置為(‘bar’,’line’)就可以了：

twoord.plot(lx = df1$Date, ly = df1$Consumers, rx = df1$Date, ry = df1$Amount,
lcol = ‘steelblue', main = ‘雙軸的兩條線圖', xlab = ‘月份', ylab = ‘會員人數(shù)', rylab
= ‘總消費額', type = c(‘bar','line'), xtickpos=as.numeric(df1$Date), xticklab
= as.character(df1$Date), rytickpos = seq(500,5000,by = 1500), do.first
= ‘plot_bg(col = \'gray\'); grid(col = \'white\', lty = 2)')

哎？又有問題了，這個條形圖怎么這么細窄？超級難看。不要著急，只要稍稍調(diào)整halfwidth參數(shù)的大小即可，這里設置為8：

twoord.plot(lx = df1$Date, ly = df1$Consumers, rx = df1$Date, ry = df1$Amount,
lcol = ‘steelblue', main = ‘雙軸的兩條線圖', xlab = ‘月份', ylab = ‘會員人數(shù)', rylab
= ‘總消費額', type = c(‘bar','line'), xtickpos=as.numeric(df1$Date), xticklab
= as.character(df1$Date), rytickpos = seq(500,5000,by = 1500), halfwidth
= 8, do.first = ‘plot_bg(col = \'gray\'); grid(col = \'white\', lty = 2)')

這會兒圖形正常了。還記得直方圖是如何繪制的嗎？hist()函數(shù)，直方圖+核密度圖是如何繪制的？hist()函數(shù)+lines()函數(shù)：

set.seed(1000)

x = rnorm(1000,10,3)

h <- hist(x, breaks = 50)

繪制直方圖和核密度圖

hist(x, breaks = 50, col = ‘steelblue')

lines(density(x), col = ‘red')

哎？核密度線怎么成了一條直線了？原來是因為直方圖高度對于的頻次與核密度值不是一個量綱，即頻次在0~60之間，而核密度值在0~1之間。如果要使核密度曲線體現(xiàn)出來，必須將hist()函數(shù)中freq參數(shù)設置為FALSE：

繪制直方圖和核密度圖

hist(x, breaks = 50, col = ‘steelblue', freq = FALSE)

lines(density(x), col = ‘red', lwd=2)

如果我既想看到不同組的頻次，又想看到對應的密度值該怎么辦呢？這個時候就需要繪制雙軸圖了：

x1 <- h$mids

y1 <- h$counts

x2 <- seq(min(x), max(x), by = 0.01)

y2 <- dnorm(seq(min(x), max(x), by = 0.01),10,3)

twoord.plot(lx = x1, ly = y1, rx = x2, ry = y2, type=c(‘bar','l'), lcol
= ‘steelblue', rcol = ‘red', ylab = ‘Counts', rylab = ‘Density', main =
‘Histogram and density curve', halfwidth=0.2, lylim = c(0,max(y1)+1), rylim
= c(0,0.2),lwd=2)

關(guān)于twoord.plot()函數(shù)，最后再介紹一種圖，帕累托圖形。即圖形中包一個縱坐標軸表示絕對數(shù)量，另一個縱坐標軸表示累計百分比。實現(xiàn)該圖腳本如下：

type <- 1:7

absolute <- c(12,15,20,28,11,5,7)

cum_per <- cumsum(absolute)/sum(absolute)

twoord.plot(lx = type, ly = absolute, rx = type, ry = cum_per, type=c(‘bar','l'),
lcol = ‘steelblue', rcol = ‘red', ylab = ‘總數(shù)', rylab = ‘累計百分比%', main =
‘帕累托圖', xtickpos=type, xticklab = c(‘A','B','C','D','E','F','G'))

下面再看一下twoord.stackplot()函數(shù)，該函數(shù)與twoord.plot()的不同之處在于，其可以繪制堆疊圖，函數(shù)具體語法和參數(shù)含義如下：

twoord.stackplot(lx, rx, ldata, rdata,

 lcol, rcol, ltype, rtype,
          border, rylab, lylab,

xlab,

 ..., incrylim=NULL,halfwidth=0.4,
          leftfront=FALSE, 
          mar = c(5, 4, 4, 4))

lx,rx：指定左右橫坐標軸的值

ldata,rdata：指定左右縱坐標軸的值

lcol, rcol：指定左右坐標軸的顏色

ltype, rtype：指定左右坐標軸線的類型

border：指定條形圖邊框顏色

rylab,lylab：指定左右縱坐標軸標簽

xlab：指定橫坐標軸標簽

incrylim：增加坐標軸值的范圍

halfwidth：設置用戶給定條形圖寬度的一半

leftfront：如果leftfront設置為TRUE的話，則左坐標軸將置于頂層

mar：設置圖形邊界距，默認值為(5,4,4,4)

現(xiàn)在有一個場景是這樣的，需要繪制某APP在2015年各月中新老會員人數(shù)及新會員所占比重：

set.seed(1111)

Date <- 1:12

Old <- round(runif(12, 100,300))

New <- round(runif(12, 50,120))

Ratio <- New/(New+Old)

twoord.stackplot(lx=Date, rx=Date, ldata=cbind(Old, New), rdata=Ratio,
lcol=c(‘steelblue','orange'), rcol='red', ltype=”bar”,
rtype='l', border=”grey80”, lylab = ‘人數(shù)', rylab = ‘新客比例', xlab='月份',
main='新老客占比', incrylim=0.1)

上圖能夠很高的看出新老客之間的數(shù)量對比，同時也能看出新客的趨勢線，唯一不足的是，沒有圖例，下面就以圖層的概念，在該圖的基礎(chǔ)上添加一下圖例：

擴展繪圖區(qū)域并添加圖層

par(xpd=TRUE)

par(new=TRUE)

在原來圖形的基礎(chǔ)上繪制一張空圖

plot(0:1, 0:1, type=”n”, xlab=””,ylab=””,
axes=FALSE)

添加左坐標軸軸圖例

legend(0, 1.5, leg=c(‘老客', ‘新客'), fill=c(‘steelblue','orange'), bty =
‘n')

添加右坐標軸軸圖例

legend(-0.03, 1.25, leg='新客比例', col='red', lty = 1, bty = ‘n')

par(xpd=FALSE, new=FALSE)

非常完美，根據(jù)以上的場景要求，就繪制完一幅圖形了，而且也能迅速的了解到圖所表達的內(nèi)容。

原文鏈接：https://blog.csdn.net/Blackrosetian/article/details/78891578

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