这位兄台，数据可视化，ggpolt2了解下！

Posted 2021-04-02 分子植物病理学

R语言之ggplot2 初体验

简单的图形对数据分析者的启示比任何其他方法都要多。 ——John Tukey

关于ggplot2背后更多的理论基础之后会专门做一个专栏学习。

数据可视化能够直观地展示出海量数据中所包含的信息，提高日常中工作效率。R语言中有好几种绘图工具，但是ggplot2是其中最优雅、功能最全面的一个。ggplot2 实现了图形语法，这是一套用来描述和构建图形的连贯性语法规则。之所以说ggplot2优雅、功能全面，是因为ggplot2的设计借鉴Photoshop的图层概念。当然，熟练使用Photoshop亦是科研人员所必备的技能之一。

那话不多说，直接上手教学！

一、前期准备

R环境配置与Rstudio安装，Rstudio为R专门的IDE，如今jetbrains也开发出了R Language for IntelliJ插件，如果你之前使用Pycharm或者idea两款IDE，那么只需下载插件即可（官网，或者进入IDE后设置plugins中下载），方便快速开发。

下图为Rstudio界面

下图为R Language for IntelliJ插件

二、加载核心R包

library(tidyverse)-- Attaching packages --------------------------------------- tidyverse 1.3.0 --√ ggplot2 3.3.2 √ purrr 0.3.4√ tibble 3.0.3 √ dplyr 1.0.2√ tidyr 1.1.2 √ stringr 1.4.0√ readr 1.3.1 √ forcats 0.5.0

如果运行代码报错：“there is no package called ‘tidyverse’ ”，那么需要安装tidyverse。然后再次运行上述代码。

install.packages("tidyverse") # 安装装R包library(tidyverse) #加载R包

需要注意的是：R 包只需安装一次，但每次开始新会话时都要重新加载。

三、体验自带数据绘图

mpg（美国环境保护协会收集的38 种车型的观测数据），ggplot2中自带了mpg数据框（含有变量列和观测行的矩形集合），可以让我们快速体验绘图效果。

在Rstudio执行第二步骤：加载“tidyverse”R包后，可以直接键入mpg来查看数据框内容

> mpg # 查看数据框# A tibble: 234 x 11 manufacturer model displ year cyl trans drv cty hwy fl class # 变量列 <chr> <chr> <dbl> <int> <int> <chr> <chr> <int> <int> <chr> <chr> # 数据结构类型 1 audi a4 1.8 1999 4 auto(l5) f 18 29 p compact # 观测行 2 audi a4 1.8 1999 4 manual(m5) f 21 29 p compact 3 audi a4 2 2008 4 manual(m6) f 20 31 p compact 4 audi a4 2 2008 4 auto(av) f 21 30 p compact 5 audi a4 2.8 1999 6 auto(l5) f 16 26 p compact 6 audi a4 2.8 1999 6 manual(m5) f 18 26 p compact 7 audi a4 3.1 2008 6 auto(av) f 18 27 p compact 8 audi a4 quattro 1.8 1999 4 manual(m5) 4 18 26 p compact 9 audi a4 quattro 1.8 1999 4 auto(l5) 4 16 25 p compact10 audi a4 quattro 2 2008 4 manual(m6) 4 20 28 p compact# ... with 224 more rows

mpg 中包括如下变量：

• displ：引擎大小，单位为升。

• hwy：汽车在高速公路上行驶时的燃油效率，单位为英里/ 加仑（mpg）。与燃油效率高的汽车相比，燃油效率低的汽车在行驶相同距离时要消耗更多燃油。

如果想要了解mpg更多信息，可以使用?mpg 进行查看。

所以，想要直观表示上述变量之间的关系，可以采用散点图来。

代码块：

ggplot(data = mpg)+geom_point(mapping = aes(x = displ, y = hwy))

代码解释：

# 如果在Rstudio中仅运行此代码，那么则会得到一个空白图。
ggplot(data = mpg) # 数据源为mpg数据框，此处mpg可以替换为其他数据框。

# 采用点图对上述空白图进行图层绘制叠加。ggplot2 中包含了多种几何对象函数，每种函数都可以向图中添加不同类型的图层。
geom_point()

# 映射 mapping 参数总是与aes()函数成对出现，
# aes() 函数的x参数和y参数分别指定了映射到x轴的变量与映射到y轴的变量。
# ggplot2 在data 参数中寻找映射变量，本例中就是mpg
mapping 

综上代码科研建设者给大家绘制一幅图帮助大家更好理解：

ggplot(data = <DATA>) +<GEOM_FUNCTION>(mapping = aes(<MAPPINGS>))

四、绘图拓展——增加参数

如何做到能给不同车型上颜色呢？代码如下：

ggplot(data = mpg) + geom_point( mapping = aes(x = displ, y = hwy, color = class) )

我们看到，在aes()函数中使用color，按照class变量进行上色。此处color可以换成shape ，效果图如下：

ggplot(data = mpg) + geom_point(mapping = aes(x = displ, y = hwy, shape = class))

如果换成alpha，那么可以调节透明度。

ggplot(data = mpg) + geom_point(mapping = aes(x = displ, y = hwy, alpha = class))

本期为简单的ggplot2作图入门，下期我们将进阶ggplot2，之后还会开展数据框的获取，数据采集清洗等教程。望大家持续关注。

——科研建设者