具有对数刻度和自定义中断的直方图

Posted 2023-02-14

【中文标题】具有对数刻度和自定义中断的直方图

【英文标题】：Histogram with Logarithmic Scale and custom breaks

【发布时间】：2010-11-17 17:35:00

【问题描述】：

我正在尝试在 R 中生成一个直方图，其中 y 为对数刻度。目前我这样做：

hist(mydata$V3, breaks=c(0,1,2,3,4,5,25))

这给了我一个直方图，但是 0 到 1 之间的密度非常大（大约一百万个值差异），以至于你几乎无法辨认出其他任何条形。

然后我尝试做：

mydata_hist <- hist(mydata$V3, breaks=c(0,1,2,3,4,5,25), plot=FALSE)
plot(rpd_hist$counts, log="xy", pch=20, col="blue")

它给了我想要的东西，但底部显示的值是 1-6 而不是 0、1、2、3、4、5、25。它还将数据显示为点而不是条形。 barplot 有效，但我没有得到任何底轴。

【问题讨论】：

相关老问题：Make y-axis logarithmic in histogram using R

【参考方案1】：

直方图是穷人的密度估计。请注意，在您使用默认参数调用hist() 时，您会得到频率 而不是概率——如果您需要概率，请在调用中添加,prob=TRUE。

至于对数轴的问题，不希望x轴变换就不要使用'x'：

plot(mydata_hist$count, log="y", type='h', lwd=10, lend=2)

为您提供 log-y 比例尺 - 外观仍然有些不同，但可能可以调整。

最后，您还可以通过hist(log(x), ...) 获取数据日志的直方图。

【讨论】：

太棒了！我怎样才能修改底部的轴呢？我不想显示 1、2、3、4、5、6，而是显示 0

抑制 plot() 中的轴并显式调用 axis() 给出“位置”和“什么”允许您这样做。

不幸的是，“type = 'h'” 似乎不再起作用了（哇这个答案来自近 12 年前！！）

这会让我感到惊讶。基本 R 绘图函数不应更改。事实上，这对我来说很好，因为它应该：set.seed(123); z <- cumsum(runif(100)); plot(z, type='h')。

【参考方案2】：

另一种选择是使用包ggplot2。

ggplot(mydata, aes(x = V3)) + geom_histogram() + scale_x_log10()

【讨论】：

这是一个非常好的答案，并且自动化了许多可以在以后随时调整的细节。谢谢！

【参考方案3】：

您的问题并不完全清楚您想要记录的 x 轴还是记录的 y 轴。使用条形时，记录的 y 轴不是一个好主意，因为它们锚定在零处，记录时变为负无穷大。您可以使用频率多边形或密度图来解决此问题。

【参考方案4】：

Dirk 的回答很棒。如果你想要hist 产生的外观，你也可以试试这个：

buckets <- c(0,1,2,3,4,5,25)
mydata_hist <- hist(mydata$V3, breaks=buckets, plot=FALSE)
bp <- barplot(mydata_hist$count, log="y", col="white", names.arg=buckets)
text(bp, mydata_hist$counts, labels=mydata_hist$counts, pos=1)

最后一行是可选的，它在每个栏的顶部添加值标签。这对于对数比例图很有用，但也可以省略。

我还传递了main、xlab 和ylab 参数来提供绘图标题、x 轴标签和 y 轴标签。

【参考方案5】：

我已经组合了一个函数，它在默认情况下的行为与 hist 相同，但接受 log 参数。它使用了其他海报中的一些技巧，但添加了一些自己的技巧。 hist(x) 和 myhist(x) 看起来一模一样。

原来的问题可以这样解决：

myhist(mydata$V3, breaks=c(0,1,2,3,4,5,25), log="xy")

功能：

myhist <- function(x, ..., breaks="Sturges",
                   main = paste("Histogram of", xname),
                   xlab = xname,
                   ylab = "Frequency") 
  xname = paste(deparse(substitute(x), 500), collapse="\n")
  h = hist(x, breaks=breaks, plot=FALSE)
  plot(h$breaks, c(NA,h$counts), type='S', main=main,
       xlab=xlab, ylab=ylab, axes=FALSE, ...)
  axis(1)
  axis(2)
  lines(h$breaks, c(h$counts,NA), type='s')
  lines(h$breaks, c(NA,h$counts), type='h')
  lines(h$breaks, c(h$counts,NA), type='h')
  lines(h$breaks, rep(0,length(h$breaks)), type='S')
  invisible(h)

读者练习：不幸的是，并非所有适用于 hist 的东西都适用于 myhist 。不过，这应该可以通过更多的努力来解决。

【参考方案6】：

在不绘制图形的情况下运行 hist() 函数，对计数进行对数转换，然后绘制图形。

hist.data = hist(my.data, plot=F)
hist.data$counts = log(hist.data$counts, 2)
plot(hist.data)

它应该看起来像常规直方图，但 y 轴将是 log2 频率。

【讨论】：

为了防止 -Inf 您必须使用以下命令：hist.data$counts[hist.data$counts>0] <- log(hist.data$counts[hist.data$counts>0], 2)

【参考方案7】：

这是一个漂亮的 ggplot2 解决方案：

library(ggplot2)
library(scales)  # makes pretty labels on the x-axis

breaks=c(0,1,2,3,4,5,25)

ggplot(mydata,aes(x = V3)) + 
  geom_histogram(breaks = log10(breaks)) + 
  scale_x_log10(
    breaks = breaks,
    labels = scales::trans_format("log10", scales::math_format(10^.x))
  )

请注意，要在 geom_histogram 中设置中断，必须将它们转换为与 scale_x_log10 一起使用