第二步：整洁数据做映射操作，确定x,y,color,size,shape,alpha等
第三步：选择合适的几何对象（根据画图的目的、变量的类型和个数）
第四步：坐标系和刻度配置
第五步：标签信息和图例信息
第六步：选择合适的主题
ggplot2的语法包括10个部件。
数据（data）
映射（mapping）
几何对象（geom）
标度（scale）
统计变换（stats）
坐标系（coord）
位置调整（Position adjustments）
分面（facet）
主题（theme）
输出（output）
前3个是必须的，其它部件ggplot2会自动配置，也可以手动配置
ggplot2基本绘图模板：
注意：
1）添加图层的加号（+）只能放在行末尾
2）红色方框里面mapping是全局域，绿色方框里面mapping是局部域，执行先后顺序，先局部域，后全局域
ggplot2画图必要部件-数据，映射和几何对象
2.1 数据
数据（Data）用于画图的整洁数据
library(tidyverse
ggplot()先只提供数据，创建一个空图形。
# ggplot()先提供整洁数据，生成一个空图形
2映射
映射，把数据变量集与图形属性库建立关联。
最常用的映射有：
x：x轴
y：y轴
color：颜色
size：大小
shape：形状
fill：填充
alpha：透明度
以mpg数据集为例，把变量displ和hwy分别映射到x和y，变量drv映射到color，此时图形就有了坐标轴和网格线，color需要在有了几何对象后才能体现出来。
# 映射操作
ggplot(data = mpg, mapping = aes(x = displ,
y = hwy, color = drv))
2.3 几何对象
几何对象是表达数据的视觉对象
不同类型的几何对象是从不同的角度表达数据。
pgglot2提供了50多种“几何对象”，均以geom_xxxx()的方式命名，常用的有：
几何对象很简单，只需要添加图层即可。
例如，以mpg数据集为例，画散点图。
ggplot(data = mpg, mapping = aes(x = displ,
y = hwy,
color = drv)) +
geom_point()层依次叠加，在上图的基础上，再添加一个几何对象：光滑曲线。
#继续增加一个几何对象：光滑曲线
# 写法1
ggplot(data = mpg, mapping = aes(x = displ,
y = hwy,
color = drv)) +
geom_point() +
geom_smooth(se=FALSE)
# 写法2
ggplot(data = mpg, mapping = aes(x = displ, y = hwy)) +
geom_point(aes(color = drv)) +
geom_smooth(se=FALSE)
思考题：
1）写法1和写法2的差异？（全局域和局部域的使用差异）
2）写法2若是要实现写法1的功能，怎么编写代码？
03
标度
ggplot2会自动根据输入变量选择最优的坐标刻度方法，若要手动设置或调整，就需要使用标度函数。
标度函数用来控制几何对象中的标度映射（x轴，y轴或者由color，fill，shape，size产生的图例）。
ggplot2提供丰富的标度函数，常用的有：
拓展功能：scales包提供很多设置刻度标签风格的函数，比如百分数、科学计数法法、美元格式等。
3.1 修改坐标轴刻度及标签
连续变量使用scale_*_continuous()函数，参数breaks设置各个刻度的位置，参数labels设置各个刻度对应的标签。
离散变量使用scale_*_discrete()函数，修改离散变量坐标轴的标签。
时间变量使用scale_x_date()函数设置日期刻度，参数date_breaks设置刻度间隔，date_labels设置标签的日期格式
以mpg数据集为例，修改连续变量坐标轴刻度及标签。
# scale_y_continuous函数
# 对比分析和观察
# 图1
ggplot(mpg, aes(displ, hwy)) +
geom_point()
# 图2
ggplot(mpg, aes(displ, hwy)) +
geom_point() +
scale_y_continuous(breaks = seq(15, 40, by = 10))
# 图3
ggplot(mpg, aes(displ, hwy)) +
geom_point() +
scale_y_continuous(breaks = seq(15, 40, by = 10),
labels = c(" 一五 "," 二五 "," 三五 "))
以mpg数据集为例，修改离散变量的标签
# scale_x_discrete函数
# 对比分析和观察
# 图1
ggplot(mpg, aes(x = drv)) +
geom_bar()
# 图2
ggplot(mpg, aes(x = drv)) +
geom_bar() +
scale_x_discrete(labels = c("4" = " 四驱 ", "f" = " 前驱 ",
"r" = " 后驱 "))
以ggplot2自带的economics数据集为例，修改日期变量。
# scale_x_date函数
# 以ggplot2自带的economics为例
economics %>% glimpse()
# 图1
ggplot(tail(economics, 45), aes(date, uempmed / 100)) +
geom_line()
# 图2
ggplot(tail(economics, 45), aes(date, uempmed / 100)) +
geom_line() +
scale_x_date(date_breaks = "6 months", date_labels = "%Y-%b") +
scale_y_continuous(labels = scales::percent)
3.2 修改坐标轴标签、图例名及图例位置
用labs()函数参数x，y或者xlab()，ylab()，设置x轴，y轴标签。
若用参数color生成了图例，可以在labs()函数用参数color修改图例名。
用theme图层的参数legend.position设置图例的位置。
以mpg数据为例。
# 修改坐标轴标签，图例名和图例位置
mpg
# 图1
ggplot(mpg, aes(displ, hwy)) +
geom_point(aes(color = drv)) +
labs(x = " 引擎大小 (L)", y = " 高速燃油率 (mpg)",
color = " 驱动类型 ") +
theme(legend.position = "top")
# 图2
ggplot(mpg, aes(displ, hwy)) +
geom_point(aes(color = drv)) +
xlab(" 引擎大小 (L)") +
ylab(" 高速燃油率 (mpg)") +
labs(color = " 驱动类型 ") +
theme(legend.position = "top")
# 图3 不需要图例
ggplot(mpg, aes(displ, hwy)) +
geom_point(aes(color = drv)) +
xlab(" 引擎大小 (L)") +
ylab(" 高速燃油率 (mpg)") +
theme(legend.position = "none")
3.3 设置坐标轴的范围
用coord_cartesian()函数参数xlim和ylim，或者用xlim()，ylim()设置x轴和y轴的范围。
以mpg数据集为例。
# 修改坐标轴的范围
# 图1 coord_cartesian()的参数xlim和ylim
ggplot(mpg, aes(displ, hwy)) +
geom_point(aes(color = drv)) +
coord_cartesian(xlim = c(5, 7), ylim = c(10, 30))
# 图2 xlim()和ylim()函数
ggplot(mpg, aes(displ, hwy)) +
geom_point(aes(color = drv)) +
xlim(5, 7) +
ylim(10, 30)
3.4 变换坐标轴
用scale_x_log10()函数变换坐标系，可以保持原始数据的坐标刻度。
# 修改坐标轴的范围
# 图1 coord_cartesian()的参数xlim和ylim
ggplot(mpg, aes(displ, hwy)) +
geom_point(aes(color = drv)) +
coord_cartesian(xlim = c(5, 7), ylim = c(10, 30))
# 图2 xlim()和ylim()函数
ggplot(mpg, aes(displ, hwy)) +
geom_point(aes(color = drv)) +
xlim(5, 7) +
ylim(10, 30)
3.5 设置图形标题
用labs()函数设置图形标题。
参数title 设置正标题
参数subtitle 设置副标题
参数caption 设置脚注标题（默认右下角）
# 设置标题
# mpg数据集为例
p <- ggplot(mpg, aes(displ, hwy)) +
geom_point(aes(color = drv)) +
geom_smooth(se = FALSE) +
labs(title = " 燃油效率与引擎大小的关系图 ",
subtitle = " 两座车 ( 跑车 ) 因重量小而符合预期 ",
caption = " 数据来自 fueleconomy.gov")
p
标题若要居中，采用theme图层设置。
p + theme(plot.title = element_text(hjust = 0.5),
plot.subtitle = element_text(hjust = 0.5))
3.6 设置color、fill颜色
数据的某个维度信息可以通过颜色来表示。
可以直接使用颜色值，建议使用RColorBrewer（调色板）或者colorspace包。
1）连续变量
- 用scale_color_gradient()设置二色渐变色。
# 连续变量
# 图1 scale_color_gradient()函数
ggplot(mpg, aes(displ, hwy, color = hwy)) +
geom_point() +
scale_color_gradient(low = "green", high = "red")
- 用scale_color_distiller()设置调色板中的颜色
# 图2 scale_color_distiller()函数
ggplot(mpg, aes(displ, hwy, color = hwy)) +
geom_point() +
scale_color_distiller(palette = "Set1")
2）离散变量
- 用scale_color_manual()手动设置颜色，还可以修改图例及其标签信息
# 离散变量
# 图1 scale_color_manual()函数
ggplot(mpg, aes(displ, hwy, color = drv)) +
geom_point() +
scale_color_manual(" 驱动方式 ",
values = c("red", "blue", "green"),
breaks = c("4", "f", "r"))
ggplot(mpg, aes(displ, hwy, color = drv)) +
geom_point() +
scale_color_manual(" 驱动方式 ",
values = c("red", "blue", "green"),
labels = c(" 四驱 ", " 前驱 ", " 后驱 "))
-用scale_fill_brewer()调用调色板中的颜色
# 图2 scale_fill_brewer()函数
ggplot(mpg, aes(x = class, fill = class)) +
geom_bar() +
scale_fill_brewer(palette = "Dark2")
.7 添加文字标注
ggrepel包提供了geom_label_repel()函数或者geom_text_repel()函数，为图形添加文字标注。
操作步骤：
第一步：先准备好标记点的数据
第二步：增加文字标注图层，包括标记点的数据和标注的文字给label参数
# 设置文字标注信息
library(ggrepel)
# 选取每种车型 hwy 值最大的样本
best_in_class <- mpg %>%
group_by(class) %>%
slice_max(hwy, n = 1)
best_in_class %>% select(class, model, hwy)
ggplot(mpg, aes(displ, hwy)) +
geom_point(aes(color = class)) +
geom_label_repel(data = best_in_class,
aes(label = model))
04
计变换、坐标系和位置调整
.1 统计变换
统计变换是构建新的统计量而画图。
例如，条形图或直方图，是对数据分组的频数做画图；平滑曲线是对数据拟合模型的预测值画图。
gplot2可以把统计变换直接融入画图中，不必先在对数据做统计变换后再画图。
gplot2提供30多种统计，均以stats_xxx()的方式命名。
1）可在几何对象中直接使用的统计变换，直接使用几何对象就可以了。
能在几何对象创建的，而需要单独使用。
mpg数据集为例。
stat_summary()做统计绘图并汇总。
# 图1 stat_summary()做统计绘图并汇总
p <- ggplot(mpg, aes(x = class, y = hwy)) +
geom_violin(trim = FALSE, alpha = 0.5, color = "green")
p
p + stat_summary(fun = mean,
fun.min = function (x) {mean(x) - sd(x)},
fun.max = function (x) {mean(x) + sd(x)},
geom = "pointrange",
color = "red")
tat_smooth()添加光滑曲线，与geom_smooth()相同。
参数method设置平滑曲线的拟合方法，如lm线性回归、glm广义线性回归、loess多项式回归、gam广义加法模型(mgcv包)、rlm稳健回归(MASS包)等。
参数formula指定平滑曲线方程，如y ~ x, y ~ poly(x, 2)， y ~ log(x)等。
参数se设置是否绘制置信区间。
# 图2 stat_smooth()添加平滑曲线
ggplot(mpg, aes(displ, hwy)) +
geom_point() +
stat_smooth(method = "lm",
formula = y ~ splines::bs(x, 3),
se = FALSE)
ggplot(mpg, aes(displ, hwy)) +
geom_point() +
geom_smooth(method = "lm",
formula = y ~ splines::bs(x, 3),
se = FALSE)
4.2 坐标系
ggplot2默认是直角坐标系。
- coord_cartesian()
常用的其它坐标系：
以mpg数据集为例，坐标轴翻转。
# 图1 坐标轴翻转coord_flip()
p <- ggplot(mpg, aes(class, hwy)) +
geom_boxplot()
p
p + coord_flip()
直角坐标下条形图转换为极坐标下玫瑰图。
# 图2 直角坐标条形图-->极坐标玫瑰图
p <- ggplot(mpg, aes(class, fill = drv)) +
geom_bar()
p
p + coord_polar()
4.3 位置调整
条形图的位置调整
# 图1：条形图条形位置调整
ggplot(mpg, aes(class, fill = drv)) +
geom_bar()
ggplot(mpg, aes(class, fill = drv)) +
geom_bar(position = "dodge")
ggplot(mpg, aes(class, fill = drv)) +
geom_bar(position = position_dodge(preserve = "single"))
散点图的散点位置调整
# 图1：散点图的散点位置调整
ggplot(mpg, aes(displ, hwy)) +
geom_point()
ggplot(mpg, aes(displ, hwy)) +
geom_point(position = "jitter")
用patchwork包排布多个图形
library(patchwork)
p1 <- ggplot(mpg, aes(displ, hwy)) +
geom_point()
p2 <- ggplot(mpg, aes(drv, displ)) +
geom_boxplot()
p3 <- ggplot(mpg, aes(drv)) +
geom_bar()
p1 | (p2 / p3)
p1 | p2 | p3
p1 / p2 / p3
p1 / (p2 | p3)
05
分面
利用分类变量把图形分成若干“子图”（面），实际上就是对数据分组后再画图，属于数据分析里面细分和下钻的思想。
5.1 用facet_wrap()函数
封装分面，先生成一维的面板系列，再封装到二维中。
语法形式：~ 分类变量 或者 ~ 分类变量1 + 分类变量2
参数scales设置是否共用坐标刻度，fixed 默认 共用， free 不共用，还可以额通过free_x，free_y单独设置。
加号表示某个括号没有结束，比如：>{
+ q()
+ q()
+ q()
+
其中大括号没有结束就会一直有加号。所以可能是你之前漏掉了某个右括号，或者不小心加了个左括号。
%>%是管道符的意思，把左边的输出（不包括 <- 之前的）当成右边的输入。
都可以shift + alt + 上下 ：快速复制粘贴
alt + 上下 ：移动行
ctrl + alt + 上下 ：多重光标
首先选中要注释掉的行，然后按Ctrl+shift+C ，这样就注释掉了。
sessionInfo()
.libPaths()
一篇关于包的博客
library(installr)
updateR()
COS中文论坛 统计之都旗下的论坛网站(d.cosx.org),它和其主站(cosx.org)一 起，是一个致力于推广与应用统计学知识的网站和社区。
1 help("t.test")
2 ?t.test
3 help.search("t.test")
4 apropos("t.test")
5 RGui>Help>Html help
6 查看R包pdf手册
getwd() 显示工作目录
setwd() 设定工作目录
list.files() 列出目录或文件夹下的文件
demo( ) 显示R的基本程序包
example( ) 显示在线帮助的例子
example(barplot)
可以把若干行命令保存在一个文本文件（比如Eg3.R）中，然 后用source函数来运行整个文件： source("E:/R demo/Chapter1-Eg3.R")
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
-1:1/0 当中/是优先级靠后的操作。相当于c(-1,0,1)/0
names(df) <- c("male", "female", "unknown")
对于矩阵，我们可以使用属性rownames和colnames来访问行名和列名。
我们也可以先定义矩阵x然后再为dimnames(x)赋值：
数值型数据 ：1.2345e30
复数常量就用3.5-2.1i
缺失值：NA（Not Available）
是否含有缺失值：
NaN表示不确定的数
• NaN属于NA的一种
• NA不是NaN
注意下面例子的比较 :
assign("x1", c(1, 2))
sort(x)返回x的元素从小到大排序的结果向量。
x=c(2,10,6,8,4,5)sort(x) [1] 2 4 5 6 8 10 order(x)返回使得x从小到大排列的元素下标向量(x[order(x)]等效于sort(x))。
此外numeric(n)可以产生一个长度为n的零向量（numeric(n)是一个 很好用的外部存储器）
paste函数用来把它的自变量连成一个字符串，中间用空格分开
Re( )计算实部，Im( )计算虚部， Mod( ) 计算复数模，Arg( )计算复数幅角。
v为一个向量，取值在－length(x)到－1之间，表示扣除相应 位置的元素。例如:
可以用x[]的写法：
R的对象有两个基本的属性：类型属性(mode)和长度属性(length)。
长度为零的向量 numeric( ) 或者 numeric(0) character( ) 或者 character(0)
数组(array): 带多个下标的类型相同的元素的集合，
函数matrix()：用于构造二维数组，即矩阵
函数factor( )用来把一个向量编码成为一个因子。
可以自行指定各离散取值水平（levels），不指定时由x的不同值来求得。
• labels可以用来指定各水平的标签，不指定时用各离散取值的对应字符串。
• exclude参数用来指定要转换为缺失值（NA）的元素值集合。
• ordered取真值时表示因子水平（Levels）是有次序的
因子可以用来作为另外的同长度变量的分类变量，使用tapply() 函数可以完成分类统计
nchar()这个函数简单，统计向量中每个元素的字符个数
tolower()和toupper()可以进行大小写字母的转换
chartr()把字符串里的元素，按要求进行转换
拆分字符串用strsplit()函数,strsplit得到的结果是列表，后面的处理要调用列表
其任何一个语句都可以看成是一个表达式。
表达式之间以分号分隔或用换行分隔。
表达式可以续行，只要前一行不是完整表达式，则下一行为上一行的继续。
线性回归模型：
lm()函数的返回值叫做模型拟合结果对象，本质上是一个列表， 有model 、coefficients、residuals等成员。lm()的结果显示十分 简单，为了获得更多的拟合信息，可以使用对lm类对象有特 殊操作的通用函数，这些函数包括：
add1 coef effects kappa predict residuals alias deviance family labels print summary anova drop1 formula plot proj
加号+或 者减号－，表示在模型中加入一项或去掉一项，第一项前面如果是加号可以 省略
在非交互运行（程序）中应使用print()来输出。
• digits参数指定每个数输出的有效数字位数；
• quote 参数指定字符串输出时是否带两边的撇号；
• print.gap参数指定矩阵或数组输出时列之间的间距
也用来输出，但它可以把多个参数连接起来再输出（具有paste() 的功能）。例如：
读取文件：
strsplit()得到的结果是 列表。
grep() 和 grepl()
sub()和gsub()
但严格地说R语言 没有字符串替换的函数，因为R语言不管什么操作对参数都是传值不传址，区别如下：
用substr()和substring() 可以通过位置进行字符串拆分或提取，两者的参数设置基本相同：
strtrim() 函数可以用于将字符串修剪到特定的显示宽度通过位置进 行字符串拆分或提取：
由于日期内部是用double存储的天数，所以是可以相减的。
weekdays ( )取日期对象所处的周几；
months ( )取日期对象的月份；
quarters ( )取日期对象的季度；
其任何一个语句都可以看成是一个表达式。
表达式之间以分号分隔或用换行分隔。
表达式可以续行，只要前一行不是完整表达式，则下一行为上一行的继续。
quantile(x, probs=seq(0,1,0.25), na.rm=FALSE, names=TRUE, type=7, …)
probs给出相应的百分位数，默认值是0，0.25，0.5，0.75，1；na.rm是处 理缺失数据的，na.rm=TRUE时，NA和NaN将从数据中移走，向量取值中 若有NA或NaN，要添加这一参数，否则会出错；names若为TRUE，返回 值当中有names这个属性"type是取值1-9的整数，选择了九种分位数算法 (具体算法见帮助文件)中的一种。
数据的分布主要考察分布函数(p), 密度函数(d), 分位数函数(q)及产生随机数(r)
以正态分布为例：
hist(x, breaks="Sturges", freq=NULL, probability=!freq,… )
break规定了直方图的组距(必须覆盖数据的范围)；freq是逻辑变量，TRUE是频率直方图， FALSE是密度直方图；probability和freq相反，TRUE是密度直方图，FALSE是频率直方图
其形式为 coplot(y ~ x | z)，其中x 和y是数值型向量，z是同长度的因子。 对z的每一水平，绘制相应组的x和y的散点图
R缺省的图形边空常常太大，以至于有时图形窗口较小时边空占了整个图形的很大一部分。
R可以在同一页面开若干个按行、列排列的窗格，在每个窗格中可以作一 幅图。每个图有自己的边空，而所有图的外面可以包一个“外边空”。
一页多图用 mfrow 参数或 mfcol 参数规定，如
函数 mtext 用来在外边空加文字标注。其用法为
在多图环境中还可以用 mfg 参数来直接跳到某一个窗格，比如
可以不使用多图环境而直接在页面中的任意位置产生一个窗格来绘图，参数为 fig ，如：
先用as.factor()转化成因子。因为levels()函数里面必须是因子。
dat$Genre没有转化成因子形式，as.factor(dat$Genre)就可以了
该消息表明文件的最后一行不以行尾 (EOL) 字符结尾（换行符 ( \n ) 或回车 + 换行符 ( \r\n )）。此消息的初衷是警告您该文件可能不完整；大多数数据文件都有一个 EOL 字符作为文件中的最后一个字符。
这是因为R读取文件的时候，是一整段character，所以它只会返回1，适当给他分一下段。
