用 ggplot2 再现晶格树状图

Posted 2023-02-19

【中文标题】用 ggplot2 再现晶格树状图

【英文标题】：Reproducing lattice dendrogram graph with ggplot2

【发布时间】：2011-10-04 03:05:34

【问题描述】：

这可以用 ggplot2 重现这个格子图吗？

library(latticeExtra)
data(mtcars)
x  <- t(as.matrix(scale(mtcars)))
dd.row <- as.dendrogram(hclust(dist(x)))
row.ord <- order.dendrogram(dd.row)

dd.col <- as.dendrogram(hclust(dist(t(x))))
col.ord <- order.dendrogram(dd.col)

library(lattice)

levelplot(x[row.ord, col.ord],
      aspect = "fill",
      scales = list(x = list(rot = 90)),
      colorkey = list(space = "left"),
      legend =
      list(right =
           list(fun = dendrogramGrob,
                args =
                list(x = dd.col, ord = col.ord,
                     side = "right",
                     size = 10)),
           top =
           list(fun = dendrogramGrob,
                args =
                list(x = dd.row,
                     side = "top",
                     size = 10))))

【问题讨论】：

到目前为止你有没有尝试过？

我的猜测：可能（一切都是可能的），并不容易。有人在ggplot2中做了一些系统发育，可能还有其他绘制树状图的代码。你可能必须做这些碎片并将它们与grid图形放在一起......实际上，既然你已经有了dendrogramGrobs，你也许可以用geom_tile制作中间部分，然后将它们放在一起具有来自ggExtra 和gridExtra 的函数...

@BenBolker 正如你所说，一切皆有可能。在这种情况下，它变得更容易了。看我的回答：***.com/questions/6673162/…

【参考方案1】：

这些链接为 ggplot2 中带有树状图的热图提供了解决方案：

https://gist.github.com/chr1swallace/4672065

https://github.com/chr1swallace/random-functions/blob/master/R/ggplot-heatmap.R

还有这个：

Align ggplot2 plots vertically

【参考方案2】：

编辑

从 2011 年 8 月 8 日起，ggdendro 软件包可在 CRAN 上获得 另请注意，树状图提取函数现在称为 dendro_data 而不是 cluster_data

---

是的，是的。但暂时你将不得不跳过几个圈：

安装ggdendro 包（可从CRAN 获得）。这个包将从几种类型的集群方法（包括Hclust和dendrogram）中提取集群信息，目的是在ggplot中绘图。 使用网格图形创建视口并对齐三个不同的绘图。

代码：

首先加载库并为ggplot设置数据：

library(ggplot2)
library(reshape2)
library(ggdendro)

data(mtcars)
x <- as.matrix(scale(mtcars))
dd.col <- as.dendrogram(hclust(dist(x)))
col.ord <- order.dendrogram(dd.col)

dd.row <- as.dendrogram(hclust(dist(t(x))))
row.ord <- order.dendrogram(dd.row)

xx <- scale(mtcars)[col.ord, row.ord]
xx_names <- attr(xx, "dimnames")
df <- as.data.frame(xx)
colnames(df) <- xx_names[[2]]
df$car <- xx_names[[1]]
df$car <- with(df, factor(car, levels=car, ordered=TRUE))

mdf <- melt(df, id.vars="car")

提取树状图数据并创建图

ddata_x <- dendro_data(dd.row)
ddata_y <- dendro_data(dd.col)

### Set up a blank theme
theme_none <- theme(
  panel.grid.major = element_blank(),
  panel.grid.minor = element_blank(),
  panel.background = element_blank(),
  axis.title.x = element_text(colour=NA),
  axis.title.y = element_blank(),
  axis.text.x = element_blank(),
  axis.text.y = element_blank(),
  axis.line = element_blank()
  #axis.ticks.length = element_blank()
)

### Create plot components ###    
# Heatmap
p1 <- ggplot(mdf, aes(x=variable, y=car)) + 
  geom_tile(aes(fill=value)) + scale_fill_gradient2()

# Dendrogram 1
p2 <- ggplot(segment(ddata_x)) + 
  geom_segment(aes(x=x, y=y, xend=xend, yend=yend)) + 
  theme_none + theme(axis.title.x=element_blank())

# Dendrogram 2
p3 <- ggplot(segment(ddata_y)) + 
  geom_segment(aes(x=x, y=y, xend=xend, yend=yend)) + 
  coord_flip() + theme_none

使用网格图形和一些手动对齐来定位页面上的三个图

### Draw graphic ###

grid.newpage()
print(p1, vp=viewport(0.8, 0.8, x=0.4, y=0.4))
print(p2, vp=viewport(0.52, 0.2, x=0.45, y=0.9))
print(p3, vp=viewport(0.2, 0.8, x=0.9, y=0.4))

【讨论】：

非常好。最好（1）将图例移到某个地方并（2）扩展 geom_tile() 使其充满整个面板（我认为这些都是可行的，在内部 #2 和带有 ggExtra 技巧的 #1 。 ..)

@Andrie：这个 R 包什么时候可以安装？其实我想使用这个包，但不知道下载后如何构建它。谢谢

这太棒了！希望有这个功能！我想知道是否有办法让树状图大小与平铺图大小相匹配？手动调整视口大小和位置很繁琐，而且不能完美地工作，但应该可以从图中的信息中做到这一点:(***.com/questions/13867325/… 和 ***.com/questions/13294952/…)

@Lilith-Elina 感谢您确定该修复程序。我已经更新了答案以反映这一点，也符合ggplot2 的当前版本，即没有主题警告。

感谢您的更正。还需要加载 gridExtra 包。此外，我沿 x 轴的树状图未正确对齐。还有其他人得到类似的东西吗？

【参考方案3】：

正如本所说，一切皆有可能。一些支持树状图的工作已经完成。 Andrie de Vries 制作了一个树对象的fortify 方法。但是，生成的图形并不像您看到的那样漂亮。

瓷砖很容易做。对于树状图，我会检查plot.dendrogram（使用getAnywhere）来查看段的坐标是如何计算的。提取这些坐标并使用 geom_segment 绘制树状图。然后使用视口将图块和树状图绘制在一起。抱歉，我不能举个例子，工作量很大，为时已晚。

希望对你有帮助

干杯

【讨论】：

+1 用于挖掘我很久很久以前写的代码。正如你所说，不漂亮......

【参考方案4】：

怀疑。我在 ggplot2 的索引中没有看到任何建议支持树状图的函数，当这位博主整理了 Sarkar 的 Lattice 书中插图的一组翻译时，他无法获得 ggplot 的树状图图例：

http://learnr.wordpress.com/2009/08/10/ggplot2-version-of-figures-in-lattice-multivariate-data-visualization-with-r-part-9/

【讨论】：

我认为有些人已经组合了一些解决方案，这些解决方案至少是一个很好的起点：请参阅here、here 并且可能this 也可能有用。

@DWin 永远不要说永远。看我的回答：***.com/questions/6673162/…