R语言中的渐变色

Python013

R语言中的渐变色,第1张

如何使用R语言画出漂亮的图,颜色很重要,既要协调,又有有一定的分辨力。

可以拿到任意多个颜色,当然颜色越多,分辨力越低。

barplot(rep(1,8), col=rainbow(8),border=NA)

rainbow(8)

[1] "#FF0000FF" "#FFBF00FF" "#80FF00FF" "#00FF40FF" "#00FFFFFF" "#0040FFFF"

[7] "#8000FFFF" "#FF00BFFF"

barplot(rep(1,20), col=rainbow(20),border=NA) #分辨力降低

par(mfrow=c(4,1), mar=c(0,2,2,0) )

n=10

#heat.colors()从红色渐变到黄色,再变到白色

barplot(rep(1,n), col= heat.colors(n), border=NA, main="heat.colors") 

#terrain.colors() 从绿色渐变到黄色,再到棕色,最后到白色 

barplot(rep(1,n),col=terrain.colors(n), border=NA, main="terrain.colors")

#topo.colors() 从蓝色渐变到青色,再到黄色,最后到棕色 

barplot(rep(1,n),col=topo.colors(n), border=NA, main="topo.colors")

#cm.colors() 从青色渐变到白色,再到粉红色

barplot(rep(1,n),col=cm.colors(n), border=NA, main="cm.colors")

(1)

library(RColorBrewer)

display.brewer.all() #显示全部颜色集合

# 挑选某一个集合

#barplot(rep(1,8),col=brewer.pal(8,"Dark2")[1:8]) #基础语法

myColors=brewer.pal(8,"Dark2")[1:8] #Dark2主题有8种颜色

par(mfrow=c(4,1), mar=c(0,2,2,0) )

barplot(rep(1,8),col= myColors, main="Dark2"  )

#

n=15 #nrow(df)

barplot(rep(1, n ),col= colorRampPalette(colors = myColors)( n ),main="Default:linear") #则由8种生成15种颜色

barplot(rep(1, n ),col= colorRampPalette(colors = myColors, interpolate ="linear")( n ),main="linear" ) #插值方式

barplot(rep(1, n ),col= colorRampPalette(colors = myColors, interpolate ="spline")( n ),main="spline") #插值方式

colSet2 # 获取颜色16进制表示

# [1] "#1B9E77" "#D95F02" "#7570B3" "#E7298A" "#66A61E" "#E6AB02" "#A6761D" "#666666"

解释:

n=5barplot(rep(1,n), col= colorRampPalette (colors = c('red', 'white'))( n ))

colorRampPalette 函数可以混合任意两种及更多颜色,通过插值,生成更多色彩。

(2) 目测其他几个预制颜色集合

n=8barplot(rep(1,n),col= brewer.pal(n,"Set2")[1:n] ) # set2 共8种颜色

ref:

biomooc.com

vector:向量 numeric:数值型向量 logical:逻辑型向量 character;字符型向量 list:列表 data.frame:数据框

c:连接为向量或列表 sequence:等差序列 rep:重复

length:求长度 subset:求子集 seq,from:to, NA:缺失值 NULL:空对象 sort,order,unique,rev:排序 unlist:展平列表 attr,attributes:对象属性

mode,typeof:对象存储模式与类型 names:对象的名字属性

character:字符型向量 nchar:字符数 substr:取子串 format,formatC:把对象用格式转换为字符串 paste,strsplit:连接或拆分

charmatch,pmatch:字符串匹配 grep,sub,gsub:模式匹配与替换

complex,Re,Im,Mod,Arg,Conj:复数函数

factor:因子 codes:因子的编码 levels:因子的各水平的名字 nlevels:因子的水平个数 cut:把数值型对象分区间转换为因子

table:交叉频数表 split:按因子分组 aggregate:计算各数据子集的概括统计量 tapply:对“不规则”数组应用函数

+, -, *, /, ^, %%, %/%:四则运算 ceiling,floor,round,signif,trunc,zapsmall:舍入 max,min,pmax,pmin:最大最小值

range:最大值和最小值 sum,prod:向量元素和,积 cumsum,cumprod,cummax,cummin:累加、累乘 sort:排序 approx和approx fun:插值 diff:差分 sign:符号函数

abs,sqrt:绝对值,平方根 log, exp, log10, log2:对数与指数函数 sin,cos,tan,asin,acos,atan,atan2:三角函数

sinh,cosh,tanh,asinh,acosh,atanh:双曲函数

beta,lbeta,gamma,lgamma,digamma,trigamma,tetragamma,pentagamma,choose ,lchoose:与贝塔函数、伽玛函数、组合数有关的特殊函数

fft,mvfft,convolve:富利叶变换及卷积 polyroot:多项式求根 poly:正交多项式 spline,splinefun:样条差值

besselI,besselK,besselJ,besselY,gammaCody:Bessel函数 deriv:简单表达式的符号微分或算法微分

array:建立数组 matrix:生成矩阵 data.matrix:把数据框转换为数值型矩阵 lower.tri:矩阵的下三角部分 mat.or.vec:生成矩阵或向量 t:矩阵转置

cbind:把列合并为矩阵 rbind:把行合并为矩阵 diag:矩阵对角元素向量或生成对角矩阵 aperm:数组转置 nrow, ncol:计算数组的行数和列数 dim:对象的维向量

dimnames:对象的维名 row/colnames:行名或列名 %*%:矩阵乘法 crossprod:矩阵交叉乘积(内积) outer:数组外积 kronecker:数组的Kronecker积

apply:对数组的某些维应用函数 tapply:对“不规则”数组应用函数 sweep:计算数组的概括统计量 aggregate:计算数据子集的概括统计量 scale:矩阵标准化

matplot:对矩阵各列绘图 cor:相关阵或协差阵 Contrast:对照矩阵 row:矩阵的行下标集 col:求列下标集

solve:解线性方程组或求逆 eigen:矩阵的特征值分解 svd:矩阵的奇异值分解 backsolve:解上三角或下三角方程组 chol:Choleski分解

qr:矩阵的QR分解 chol2inv:由Choleski分解求逆

<,>,<=,>=,==,!=:比较运算符 !,&,&&,|,||,xor():逻辑运算符 logical:生成逻辑向量 all,any:逻辑向量都为真或存在真

ifelse():二者择一 match,%in%:查找 unique:找出互不相同的元素 which:找到真值下标集合 duplicated:找到重复元素

optimize,uniroot,polyroot:一维优化与求根

if,else,ifelse,switch:分支 for,while,repeat,break,next:循环 apply,lapply,sapply,tapply,sweep:替代循环的函数。

function:函数定义 source:调用文件 call:函数调用 .C,.Fortran:调用C或者Fortran子程序的动态链接库。 Recall:递归调用

browser,debug,trace,traceback:程序调试 options:指定系统参数 missing:判断虚参是否有对应实参 nargs:参数个数 stop:终止函数执行

on.exit:指定退出时执行 eval,expression:表达式计算 system.time:表达式计算计时 invisible:使变量不显示 menu:选择菜单(字符列表菜单)

其它与函数有关的还有:delay,delete.response,deparse,do.call,dput,environment ,,formals,format.info,interactive,

is.finite,is.function,is.language,is.recursive ,match.arg,match.call,match.fun,model.extract,name,parse,substitute,sys.parent ,warning,machine

cat,print:显示对象 sink:输出转向到指定文件 dump,save,dput,write:输出对象 scan,read.table,load,dget:读入

ls,objects:显示对象列表 rm, remove:删除对象 q,quit:退出系统 .First,.Last:初始运行函数与退出运行函数。

options:系统选项 ?,help,help.start,apropos:帮助功能 data:列出数据集分析

每一种分布有四个函数:d――density(密度函数),p――分布函数,q――分位数函数,r――随机数函数。

比如,正态分布的这四个函数为dnorm,pnorm,qnorm,rnorm。下面我们列出各分布后缀,前面加前缀d、p、q或r就构成函数名:

norm:正态,t:t分布,f:F分布,chisq:卡方(包括非中心) unif:均匀,exp:指数,weibull:威布尔,gamma:伽玛,beta:贝塔

lnorm:对数正态,logis:逻辑分布,cauchy:柯西, binom:二项分布,geom:几何分布,hyper:超几何,nbinom:负二项,pois:泊松 signrank:符号秩,

wilcox:秩和,tukey:学生化极差

sum, mean, var, sd, min, max, range, median, IQR(四分位间距)等为统计量,sort,order,rank与排序有关,其它还有ave,fivenum,mad,quantile,stem等。

R中已实现的有chisq.test,prop.test,t.test。

cor,cov.wt,var:协方差阵及相关阵计算 biplot,biplot.princomp:多元数据biplot图 cancor:典则相关 princomp:主成分分析 hclust:谱系聚类

kmeans:k-均值聚类 cmdscale:经典多维标度 其它有dist,mahalanobis,cov.rob。

ts:时间序列对象 diff:计算差分 time:时间序列的采样时间 window:时间窗

lm,glm,aov:线性模型、广义线性模型、方差

在医学研究中,我们经常构建回归模型来分析自变量和因变量之间的关系。事实上,大多数的回归模型有一个重要的假设就是自变量和因变量呈线性关联,这个条件实际很难满足。常见的解决方法是将连续变量分类,但类别数目和节点位置的选择往往带有主观性,并且分类往往会损失信息。因此,一个更好的解决方法是拟合自变量与因变量之间的非线性关系,限制性立方(Restricted cubic spline,RCS)就是分析非线性关系的最常见的方法之一。

近年来在Lancet、BMJ等杂志经常见到利用限制性立方样条来拟合非线性关系。

什么是立方样条?

回归样条(regression spline)本质上是一个分段多项式, 但它一般要求每个分段点上连续并且二阶可导,这样可以保证曲线的平滑性。而限制性立方样条是在回归样条的基础上附加要求:样条函数在自变量数据范围两端的两个区间内为线性函数。

在利用限制性立方样条绘制曲线关系时,通常需要设置样条函数节点的个数(k)和位置(ti)。绝大多数情况下, 节点的位置对限制性立方样条的拟合影响不大, 而节点的个数则决定曲线的形状, 或者说平滑程度。当节点的个数为2时, 得到的拟合曲线就是一条直线,大多数研究者推荐的节点为3-5个。

在《Regression Modeling Strategies》这本书中,Harrell建议节点数为4时,模型的拟合较好,同时可以兼顾曲线的平滑程度和避免过拟合造成的精度降低。而当样本量较大时,例如因变量为未删失的连续变量并且大于100时,5个节点是更好的选择。小样本(如n<30)可以选择3个节点。以下是Harrell推荐的节点数和相应的节点位置,大家可以参考。

案例说明(模拟数据)

目前SAS、STATA、R等软件都可以进行限制性立方样条分析。基于画图的方便,我们以R语言为例进行说明。首先参照rms包,生成一个模拟数据集,包括性别(sex),年龄(age)以及生存时间(time)和结局变量(death)。

若想分析年龄和生存率之间关系,传统的方法可以在Cox回归中将年龄作为连续变量处理,也可以对年龄进行分组,这样的做法都无法更直观的呈现年龄与死亡风险之间的关联。以下我们用限制性立方样条来分析年龄与死亡风险之间的关系:

可以看到age整体是有意义的(包括线性或者非线性关联),然后看P-Nonlinear =0.0168<0.05,这里我们可以说年龄与死亡风险之间存在非线性关联。

如果自变量与关注的结局变量存在非线性关系,如何在文章中对结果更详细的描述呢,建议大家可以参照上文中提到的Lancet的文章。