如何在R中将两个直方图一起绘制？
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【中文标题】如何在R中将两个直方图一起绘制？【英文标题】：How to plot two histograms together in R? 【发布时间】：2011-04-02 06:52:24 【问题描述】：我正在使用 R，我有两个数据框：胡萝卜和黄瓜。每个数据框都有一个数字列，列出了所有测量的胡萝卜（总计：100k 胡萝卜）和黄瓜（总计：50k 黄瓜）的长度。
我希望在同一个图上绘制两个直方图——胡萝卜长度和黄瓜长度。它们重叠，所以我想我也需要一些透明度。我还需要使用相对频率而不是绝对数字，因为每组中的实例数不同。
这样的东西会很好，但我不明白如何从我的两个表中创建它：
【问题讨论】：
顺便说一句，您打算使用哪个软件？对于开源，我推荐gnuplot.info [gnuplot]。在它的文档中，我相信您会找到某些技术和示例脚本来做您想做的事情。 我正在使用 R 作为标签建议（编辑帖子以明确这一点） 有人在此线程中发布了一些代码 sn-p 来执行此操作：***.com/questions/3485456/… 【参考方案1】：这是一个使用基本图形和 alpha 混合（不适用于所有图形设备）的更简单的解决方案：
set.seed(42)
p1 <- hist(rnorm(500,4)) # centered at 4
p2 <- hist(rnorm(500,6)) # centered at 6
plot( p1, col=rgb(0,0,1,1/4), xlim=c(0,10)) # first histogram
plot( p2, col=rgb(1,0,0,1/4), xlim=c(0,10), add=T) # second
关键是颜色是半透明的。
两年多后编辑：由于这刚刚获得了赞成票，我想我不妨添加代码生成的视觉效果，因为 alpha 混合非常有用： p>
【讨论】：
+1 谢谢大家，这可以转换成更平滑的直方图（如had.co.nz/ggplot2/graphics/55078149a733dd1a0b42a57faf847036.png）吗？ 为什么要分离出plot 命令？您可以将所有这些选项放入 hist 命令中，然后将其放在两行中。
@John 你会怎么做？
如我所说，将plot命令中的选项直接放入hist命令中。发布代码不是 cmets 的用途。
@John 为什么要分开？我无法读懂 Dirk 的想法，但我会这样写，因为这样代码更清晰易读。计算（hist）用一行，图形表示（plot）用一行。【参考方案2】：
您链接到的图像是密度曲线，而不是直方图。
如果您一直在阅读 ggplot，那么您可能唯一缺少的就是将两个数据框组合成一个长数据框。
所以，让我们从你所拥有的东西开始，两组独立的数据并将它们组合起来。
carrots <- data.frame(length = rnorm(100000, 6, 2))
cukes <- data.frame(length = rnorm(50000, 7, 2.5))
# Now, combine your two dataframes into one.
# First make a new column in each that will be
# a variable to identify where they came from later.
carrots$veg <- 'carrot'
cukes$veg <- 'cuke'
# and combine into your new data frame vegLengths
vegLengths <- rbind(carrots, cukes)
之后，如果您的数据已经是长格式，则无需这样做，您只需要一行即可绘制图表。
ggplot(vegLengths, aes(length, fill = veg)) + geom_density(alpha = 0.2)
现在，如果您确实需要直方图，则以下内容将起作用。请注意，您必须从默认的“堆栈”参数更改位置。如果您真的不知道您的数据应该是什么样子，您可能会错过这一点。更高的 alpha 看起来更好。另请注意，我将其设为密度直方图。删除y = ..density.. 使其恢复计数很容易。
ggplot(vegLengths, aes(length, fill = veg)) +
geom_histogram(alpha = 0.5, aes(y = ..density..), position = 'identity')
【讨论】：
如果您想保留直方图，请使用ggplot(vegLengths, aes(length, fill = veg)) + geom_bar(pos="dodge")。这将制作交错的直方图，就像在 MATLAB 中一样。
感谢您的回答！ 'position="identity"' 部分实际上很重要，否则条形图是堆叠的，当与默认情况下似乎是“身份”的密度相结合时会产生误导，即叠加而不是堆叠。【参考方案3】：
这是我写的一个函数uses pseudo-transparency to represent overlapping histograms
plotOverlappingHist <- function(a, b, colors=c("white","gray20","gray50"),
breaks=NULL, xlim=NULL, ylim=NULL)
ahist=NULL
bhist=NULL
if(!(is.null(breaks)))
ahist=hist(a,breaks=breaks,plot=F)
bhist=hist(b,breaks=breaks,plot=F)
else
ahist=hist(a,plot=F)
bhist=hist(b,plot=F)
dist = ahist$breaks[2]-ahist$breaks[1]
breaks = seq(min(ahist$breaks,bhist$breaks),max(ahist$breaks,bhist$breaks),dist)
ahist=hist(a,breaks=breaks,plot=F)
bhist=hist(b,breaks=breaks,plot=F)
if(is.null(xlim))
xlim = c(min(ahist$breaks,bhist$breaks),max(ahist$breaks,bhist$breaks))
if(is.null(ylim))
ylim = c(0,max(ahist$counts,bhist$counts))
overlap = ahist
for(i in 1:length(overlap$counts))
if(ahist$counts[i] > 0 & bhist$counts[i] > 0)
overlap$counts[i] = min(ahist$counts[i],bhist$counts[i])
else
overlap$counts[i] = 0
plot(ahist, xlim=xlim, ylim=ylim, col=colors[1])
plot(bhist, xlim=xlim, ylim=ylim, col=colors[2], add=T)
plot(overlap, xlim=xlim, ylim=ylim, col=colors[3], add=T)
这里是another way to do it using R's support for transparent colors
a=rnorm(1000, 3, 1)
b=rnorm(1000, 6, 1)
hist(a, xlim=c(0,10), col="red")
hist(b, add=T, col=rgb(0, 1, 0, 0.5) )
结果最终看起来像这样：
【讨论】：
+1 表示可在所有图形设备上使用的选项（例如postscript）【参考方案4】：
已经有了漂亮的答案，但我想添加这个。在我看来很好。
（从@Dirk 复制随机数）。需要library(scales)`
set.seed(42)
hist(rnorm(500,4),xlim=c(0,10),col='skyblue',border=F)
hist(rnorm(500,6),add=T,col=scales::alpha('red',.5),border=F)
结果是……
更新：这个重叠功能也可能对某些人有用。
hist0 <- function(...,col='skyblue',border=T) hist(...,col=col,border=border)
我觉得hist0 的结果比hist 看起来更漂亮
hist2 <- function(var1, var2,name1='',name2='',
breaks = min(max(length(var1), length(var2)),20),
main0 = "", alpha0 = 0.5,grey=0,border=F,...)
library(scales)
colh <- c(rgb(0, 1, 0, alpha0), rgb(1, 0, 0, alpha0))
if(grey) colh <- c(alpha(grey(0.1,alpha0)), alpha(grey(0.9,alpha0)))
max0 = max(var1, var2)
min0 = min(var1, var2)
den1_max <- hist(var1, breaks = breaks, plot = F)$density %>% max
den2_max <- hist(var2, breaks = breaks, plot = F)$density %>% max
den_max <- max(den2_max, den1_max)*1.2
var1 %>% hist0(xlim = c(min0 , max0) , breaks = breaks,
freq = F, col = colh[1], ylim = c(0, den_max), main = main0,border=border,...)
var2 %>% hist0(xlim = c(min0 , max0), breaks = breaks,
freq = F, col = colh[2], ylim = c(0, den_max), add = T,border=border,...)
legend(min0,den_max, legend = c(
ifelse(nchar(name1)==0,substitute(var1) %>% deparse,name1),
ifelse(nchar(name2)==0,substitute(var2) %>% deparse,name2),
"Overlap"), fill = c('white','white', colh[1]), bty = "n", cex=1,ncol=3)
legend(min0,den_max, legend = c(
ifelse(nchar(name1)==0,substitute(var1) %>% deparse,name1),
ifelse(nchar(name2)==0,substitute(var2) %>% deparse,name2),
"Overlap"), fill = c(colh, colh[2]), bty = "n", cex=1,ncol=3)
结果
par(mar=c(3, 4, 3, 2) + 0.1)
set.seed(100)
hist2(rnorm(10000,2),rnorm(10000,3),breaks = 50)
是
【讨论】：
【参考方案5】：以下是如何在“经典”R 图形中执行此操作的示例：
## generate some random data
carrotLengths <- rnorm(1000,15,5)
cucumberLengths <- rnorm(200,20,7)
## calculate the histograms - don't plot yet
histCarrot <- hist(carrotLengths,plot = FALSE)
histCucumber <- hist(cucumberLengths,plot = FALSE)
## calculate the range of the graph
xlim <- range(histCucumber$breaks,histCarrot$breaks)
ylim <- range(0,histCucumber$density,
histCarrot$density)
## plot the first graph
plot(histCarrot,xlim = xlim, ylim = ylim,
col = rgb(1,0,0,0.4),xlab = 'Lengths',
freq = FALSE, ## relative, not absolute frequency
main = 'Distribution of carrots and cucumbers')
## plot the second graph on top of this
opar <- par(new = FALSE)
plot(histCucumber,xlim = xlim, ylim = ylim,
xaxt = 'n', yaxt = 'n', ## don't add axes
col = rgb(0,0,1,0.4), add = TRUE,
freq = FALSE) ## relative, not absolute frequency
## add a legend in the corner
legend('topleft',c('Carrots','Cucumbers'),
fill = rgb(1:0,0,0:1,0.4), bty = 'n',
border = NA)
par(opar)
唯一的问题是，如果直方图中断对齐，它看起来会更好，这可能必须手动完成（在传递给 hist 的参数中）。
【讨论】：
非常好。这也让我想起了那个***.com/questions/3485456/… 提高这一点，因为这个答案是唯一一个（除了ggplot 中的答案），它直接说明您的两个直方图是否具有显着不同的样本量。
我喜欢这种方法，请注意，您可以通过使用 seq() 定义它们来同步中断。例如：breaks=seq(min(data$some_property), max(data$some_property), by=(max_prop - min_prop)/20)【参考方案6】：
这是我只在基本 R 中提供的 ggplot2 版本。我从@nullglob 复制了一些。
生成数据
carrots <- rnorm(100000,5,2)
cukes <- rnorm(50000,7,2.5)
您不需要像 ggplot2 那样将其放入数据框中。这种方法的缺点是你必须写出更多的情节细节。优点是您可以控制情节的更多细节。
## calculate the density - don't plot yet
densCarrot <- density(carrots)
densCuke <- density(cukes)
## calculate the range of the graph
xlim <- range(densCuke$x,densCarrot$x)
ylim <- range(0,densCuke$y, densCarrot$y)
#pick the colours
carrotCol <- rgb(1,0,0,0.2)
cukeCol <- rgb(0,0,1,0.2)
## plot the carrots and set up most of the plot parameters
plot(densCarrot, xlim = xlim, ylim = ylim, xlab = 'Lengths',
main = 'Distribution of carrots and cucumbers',
panel.first = grid())
#put our density plots in
polygon(densCarrot, density = -1, col = carrotCol)
polygon(densCuke, density = -1, col = cukeCol)
## add a legend in the corner
legend('topleft',c('Carrots','Cucumbers'),
fill = c(carrotCol, cukeCol), bty = 'n',
border = NA)
【讨论】：
【参考方案7】：@Dirk Eddelbuettel：基本思想非常好，但所示代码可以改进。 [需要很长时间才能解释，因此单独回答而不是评论。]
hist() 函数默认绘制绘图，因此您需要添加plot=FALSE 选项。此外，通过plot(0,0,type="n",...) 调用建立绘图区域更清晰，您可以在其中添加轴标签、绘图标题等。最后，我想提一下，还可以使用阴影来区分两个直方图。代码如下：
set.seed(42)
p1 <- hist(rnorm(500,4),plot=FALSE)
p2 <- hist(rnorm(500,6),plot=FALSE)
plot(0,0,type="n",xlim=c(0,10),ylim=c(0,100),xlab="x",ylab="freq",main="Two histograms")
plot(p1,col="green",density=10,angle=135,add=TRUE)
plot(p2,col="blue",density=10,angle=45,add=TRUE)
这是结果（由于 RStudio 有点太宽了 :-)）：
【讨论】：
提高这一点，因为它是一个非常简单的选项，使用 base 并且在postscript 设备上可行。【参考方案8】：
Plotly's R API 可能对你有用。下图为here。
library(plotly)
#add username and key
p <- plotly(username="Username", key="API_KEY")
#generate data
x0 = rnorm(500)
x1 = rnorm(500)+1
#arrange your graph
data0 = list(x=x0,
name = "Carrots",
type='histogramx',
opacity = 0.8)
data1 = list(x=x1,
name = "Cukes",
type='histogramx',
opacity = 0.8)
#specify type as 'overlay'
layout <- list(barmode='overlay',
plot_bgcolor = 'rgba(249,249,251,.85)')
#format response, and use 'browseURL' to open graph tab in your browser.
response = p$plotly(data0, data1, kwargs=list(layout=layout))
url = response$url
filename = response$filename
browseURL(response$url)
全面披露：我在团队中。
【讨论】：
【参考方案9】：这么多很棒的答案，但由于我刚刚编写了一个函数（'basicPlotteR' 包中的plotMultipleHistograms()）函数来执行此操作，所以我想我会添加另一个答案。
此函数的优点是它会自动设置适当的 X 和 Y 轴限制，并定义一组通用的 bin 集合，用于所有分布。
使用方法如下：
# Install the plotteR package
install.packages("devtools")
devtools::install_github("JosephCrispell/basicPlotteR")
library(basicPlotteR)
# Set the seed
set.seed(254534)
# Create random samples from a normal distribution
distributions <- list(rnorm(500, mean=5, sd=0.5),
rnorm(500, mean=8, sd=5),
rnorm(500, mean=20, sd=2))
# Plot overlapping histograms
plotMultipleHistograms(distributions, nBins=20,
colours=c(rgb(1,0,0, 0.5), rgb(0,0,1, 0.5), rgb(0,1,0, 0.5)),
las=1, main="Samples from normal distribution", xlab="Value")
plotMultipleHistograms() 函数可以采用任意数量的分布，并且所有常规绘图参数都应使用它（例如：las、main 等）。
【讨论】：
以上是关于如何在R中将两个直方图一起绘制？的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章