如何在ggplot中独立定位两个图例

Posted 2023-02-16

【中文标题】如何在ggplot中独立定位两个图例

【英文标题】：How do I position two legends independently in ggplot

【发布时间】：2012-10-20 01:57:47

【问题描述】：

标题很好地涵盖了它。

我有两个关于大小和颜色的图例，并希望有一个，比如说，在顶部，一个在图表中。

这可能吗，如果可以，怎么做

TIA

【问题讨论】：

我认为不可能（图例的放置位置由主题控制，定义图例位置的那些部分仅采用单个值）。但是，我不太确定这不可能成为答案。

猜猜如果是，其中一位专家现在应该已经在了

@pssguy，可以通过一些摆弄来完成。为了控制图例，您需要提取单独的图例，然后将它们排列在最初不包含图例的图中。

【参考方案1】：

据我了解，基本上ggplot2对图例的控制非常有限。这是 Hadley 书中的一段（第 111 页）：

ggplot2 尝试使用尽可能少的图例来准确传达情节中使用的美学。如果变量与多个美学一起使用，它会通过组合图例来做到这一点。图 6.14 显示了点 geom 的一个例子：如果颜色和形状都映射到同一个变量，那么只需要一个图例。为了合并图例，它们必须具有相同的名称（相同的图例标题）。因此，如果您更改其中一个合并图例的名称，则需要为所有图例更改名称。

【讨论】：

感谢您的摘录。所有示例都在同一位置显示图例

【参考方案2】：

可以通过从图中提取单独的图例，然后将图例安排在相关图中来完成。此处的代码使用gtable 包中的函数进行提取，然后使用gridExtra 包中的函数进行排列。目的是要有一个包含颜色图例和尺寸图例的图。首先，从仅包含颜色图例的图中提取颜色图例。其次，从仅包含尺寸图例的图中提取尺寸图例。第三，绘制一个不包含图例的图。第四，将剧情和两个传说合并成一个新的剧情。

# Some data
df <- data.frame(
  x = 1:10,
  y = 1:10,
  colour = factor(sample(1:3, 10, replace = TRUE)),
  size = factor(sample(1:3, 10, replace = TRUE)))

library(ggplot2)
library(gridExtra)
library(gtable)
library(grid)

    ### Step 1
# Draw a plot with the colour legend
(p1 <- ggplot(data = df, aes(x=x, y=y)) +
   geom_point(aes(colour = colour)) +
   theme_bw() +
   theme(legend.position = "top"))

# Extract the colour legend - leg1
leg1 <- gtable_filter(ggplot_gtable(ggplot_build(p1)), "guide-box") 

    ### Step 2
# Draw a plot with the size legend
(p2 <- ggplot(data = df, aes(x=x, y=y)) +
   geom_point(aes(size = size)) +
   theme_bw())

# Extract the size legend - leg2
leg2 <- gtable_filter(ggplot_gtable(ggplot_build(p2)), "guide-box") 

    # Step 3
# Draw a plot with no legends - plot
(plot <- ggplot(data = df, aes(x=x, y=y)) +
   geom_point(aes(size = size, colour = colour)) +
   theme_bw() +
   theme(legend.position = "none"))

    ### Step 4
# Arrange the three components (plot, leg1, leg2)
# The two legends are positioned outside the plot: 
# one at the top and the other to the side.
plotNew <- arrangeGrob(leg1, plot, 
         heights = unit.c(leg1$height, unit(1, "npc") - leg1$height), ncol = 1)

plotNew <- arrangeGrob(plotNew, leg2,
          widths = unit.c(unit(1, "npc") - leg2$width, leg2$width), nrow = 1)

grid.newpage()
grid.draw(plotNew)

# OR, arrange one legend at the top and the other inside the plot.
plotNew <- plot + 
        annotation_custom(grob = leg2, xmin = 7, xmax = 10, ymin = 0, ymax = 4)

plotNew <- arrangeGrob(leg1, plotNew,
     heights = unit.c(leg1$height, unit(1, "npc") -  leg1$height), ncol = 1)

grid.newpage()
grid.draw(plotNew)

【讨论】：

嗨桑迪。这是一个令人印象深刻的例子。您能否将heights 参数的使用逻辑分解为arrangeGrob，例如在plotNew <- arrangeGrob(leg1, plot, heights = unit.c(leg1$height, unit(1, "npc") - leg1$height), ncol = 1) 中？我知道heights 作为参数传递给grid.layout，但我无法看到它是如何在这里使用的。谢谢。

嗨@Faheem，有两个图要垂直排列：leg1 和plot；因此unit.c() 函数中有两个高度。 leg1 具有绝对高度，由 leg1$height 给出。第二个高度unit(1, "npc") - leg1$height 从设备高度中减去图例高度，得到plot 的可用高度。在第一个示例中，类似的逻辑适用于宽度。有两个要绘制的 grobs：情节和图例。因此unit.c() 函数中有两个宽度；一个用于plotNew，第二个用于leg2。

谢谢，桑迪。还有一个问题——你怎么知道设备的高度是unit(1, "npc")？如果您将其中一些信息添加到您的问题中，这将很有用。您可以提及 (a) heights 参数和 widths 参数传递给 grid.layout，(b) unit(1, "npc") 是设备的高度，因此 (c) 例如leg1$height 和 unit(1, "npc") - leg1$height 分别是图例和主图的高度。如果你愿意，我可以添加。

@Faheem, ?grid::unit 提供单位的详细信息。严格来说，unit(1, "npc") 是视口的高度（或宽度）。 @baptiste，gridExtra 包的作者，之前在 SO 上写过这种结构，也在其他地方，但我现在找不到它。其他人（例如@agstudy）在他们对 SO 的回复中使用了类似的结构。因此，至于在我的帖子中不包括细节，我假设已经掌握了知识或可以轻松访问的知识。

嗨桑迪。好的，我看到页面显示“视口的宽度和高度为 1 个单位。”。我不知道viewport 指的是该设备。谢谢。

【参考方案3】：

使用ggplot2和cowplot（= ggplot2 扩展）。

该方法类似于 Sandy 的方法，因为它将图例作为单独的对象取出，并让您独立进行放置。它主要是为多个图例设计的，这些图例属于图网格中的两个或多个图。

思路如下：

创建 Plot1、Plot2、...、PlotX 没有图例 使用图例创建 Plot1、Plot2、...、PlotX 将第 1 步和第 2 步中的图例提取到单独的对象中 设置图例网格并按照您想要的方式排列图例 创建结合图和图例的网格

这似乎有点复杂且耗时/代码，但设置一次，您可以适应并使用它来进行各种情节/图例自定义。

library(ggplot2)
library(cowplot)

# Some data
df <- data.frame(
  Name = factor(rep(c("A", "B", "C"), 12)),
  Month = factor(rep(1:12, each = 3)),
  Temp = sample(0:40, 12),
  Precip = sample(50:400, 12)
)

# 1. create plot1
plot1 <- ggplot(df, aes(Month, Temp, fill = Name)) +
  geom_point(
    show.legend = F, aes(group = Name, colour = Name),
    size = 3, shape = 17
  ) +
  geom_smooth(
    method = "loess", se = F,
    aes(group = Name, colour = Name),
    show.legend = F, size = 0.5, linetype = "dashed"
  )

# 2. create plot2
plot2 <- ggplot(df, aes(Month, Precip, fill = Name)) +
  geom_bar(stat = "identity", position = "dodge", show.legend = F) +
  geom_smooth(
    method = "loess", se = F,
    aes(group = Name, colour = Name),
    show.legend = F, size = 1, linetype = "dashed"
  ) +
  scale_fill_grey()

# 3.1 create legend1
legend1 <- ggplot(df, aes(Month, Temp)) +
  geom_point(
    show.legend = T, aes(group = Name, colour = Name),
    size = 3, shape = 17
  ) +
  geom_smooth(
    method = "loess", se = F, aes(group = Name, colour = Name),
    show.legend = T, size = 0.5, linetype = "dashed"
  ) +
  labs(colour = "Station") +
  theme(
    legend.text = element_text(size = 8),
    legend.title = element_text(
      face = "italic",
      angle = -0, size = 10
    )
  )

# 3.2 create legend2
legend2 <- ggplot(df, aes(Month, Precip, fill = Name)) +
  geom_bar(stat = "identity", position = "dodge", show.legend = T) +
  scale_fill_grey() +
  guides(
    fill =
      guide_legend(
        title = "",
        title.theme = element_text(
          face = "italic",
          angle = -0, size = 10
        )
      )
  ) +
  theme(legend.text = element_text(size = 8))

# 3.3 extract "legends only" from ggplot object
legend1 <- get_legend(legend1)
legend2 <- get_legend(legend2)

# 4.1 setup legends grid
legend1_grid <- cowplot::plot_grid(legend1, align = "v", nrow = 2)

# 4.2 add second legend to grid, specifying its location
legends <- legend1_grid +
  ggplot2::annotation_custom(
    grob = legend2,
    xmin = 0.5, xmax = 0.5, ymin = 0.55, ymax = 0.55
  )

# 5. plot "plots" + "legends" (with legends in between plots)
cowplot::plot_grid(plot1, legends, plot2,
  ncol = 3,
  rel_widths = c(0.45, 0.1, 0.45)
)

^{由reprex package (v0.3.0) 于 2019 年 10 月 5 日创建}

---

更改最终plot_grid() 调用的顺序将图例移到右侧：

cowplot::plot_grid(plot1, plot2, legends, ncol = 3, 
                   rel_widths = c(0.45, 0.45, 0.1))