ggplot2基于Leland Wilkinson在Grammar of Graphics（图形的语法）中提出的理论，取首字母缩写再加上plot，于是得名ggplot。按照《图形的语法》一书中的观点，一张统计图形就是从数据到点、线或方块等几何对象的颜色、形状或大小等图形属性的一个映射，其中还可能包含对数据进行统计变换（如求均值或方差），最后将这个映射绘制在一定的坐标系中就得到了我们需要的图形。图中可能还有分面，就是生成关于数据的不同子集的图形。使用ggplot2绘图的过程就是选择合适的几何对象、图形属性和统计变换来充分暴露数据中所含有的信息的过程。ggplot2需要一定的时间去入门学习，但是当你掌握了ggplot2中图形的语法的时候，我相信你会感受到这套语法的优雅。
reshape2包的进化版—tidyr包
tidyr包的作者是Hadley Wickham。这个包常跟dplyr结合使用。
本文将演示tidyr包中下述四个函数的用法：
gather—宽数据转为长数据。类似于reshape2包中的melt函数
spread—长数据转为宽数据。类似于reshape2包中的cast函数
unit—多列合并为一列
separate—将一列分离为多列
下面使用datasets包中的mtcars数据集做演示。
library(tidyr)
library(dplyr)
head(mtcars)
mpg cyl disp hp drat wt qsec vs am gear carb
Mazda RX4 21.0 6 160 110 3.90 2.620 16.46 0 1 4 4
Mazda RX4 Wag 21.0 6 160 110 3.90 2.875 17.02 0 1 4 4
Datsun 710 22.8 4 108 93 3.85 2.320 18.61 1 1 4 1
Hornet 4 Drive 21.4 6 258 110 3.08 3.215 19.44 1 0 3 1
Hornet Sportabout 18.7 8 360 175 3.15 3.440 17.02 0 0 3 2
Valiant 18.1 6 225 105 2.76 3.460 20.22 1 0 3 1
为方便处理，在数据集中增加一列car
mtcars$car <- rownames(mtcars)
mtcars <- mtcars[, c(12, 1:11)]
gather
gather的调用格式为：
gather(data, key, value, ..., na.rm = FALSE, convert = FALSE)
这里，...表示需要聚合的指定列。
与reshape2包中的melt函数一样，得到如下结果：
mtcarsNew <- mtcars %>% gather(attribute, value, -car)
head(mtcarsNew)
car attribute value
1 Mazda RX4 mpg 21.0
2 Mazda RX4 Wag mpg 21.0
3 Datsun 710 mpg 22.8
4 Hornet 4 Drive mpg 21.4
5 Hornet Sportabout mpg 18.7
6 Valiant mpg 18.1
tail(mtcarsNew)
car attribute value
347 Porsche 914-2 carb 2
348 Lotus Europa carb 2
349 Ford Pantera L carb 4
350 Ferrari Dino carb 6
351 Maserati Bora carb 8
352 Volvo 142E carb 2
如你所见，除了car列外，其余列聚合成两列，分别命名为attribute和value。
tidyr很好的一点是可以只gather若干列而其他列保持不变。如果你想gather在map和gear之间的所有列而保持carb和car列不变，可以像下面这样做：
mtcarsNew <- mtcars %>% gather(attribute, value, mpg:gear)
head(mtcarsNew)
car carb attribute value
1 Mazda RX4 4 mpg 21.0
2 Mazda RX4 Wag 4 mpg 21.0
3 Datsun 710 1 mpg 22.8
4 Hornet 4 Drive 1 mpg 21.4
5 Hornet Sportabout 2 mpg 18.7
6 Valiant 1 mpg 18.1
spread
spread的调用格式为：
spread(data, key, value, fill = NA, convert = FALSE, drop = TRUE)
与reshape2包中的cast函数一样，得到如下结果：
mtcarsSpread <- mtcarsNew %>% spread(attribute, value)
head(mtcarsSpread)
car carb mpg cyl disp hp drat wt qsec vs am gear
1 AMC Javelin 2 15.2 8 304 150 3.15 3.435 17.30 0 0 3
2 Cadillac Fleetwood 4 10.4 8 472 205 2.93 5.250 17.98 0 0 3
3 Camaro Z28 4 13.3 8 350 245 3.73 3.840 15.41 0 0 3
4 Chrysler Imperial 4 14.7 8 440 230 3.23 5.345 17.42 0 0 3
5 Datsun 710 1 22.8 4 108 93 3.85 2.320 18.61 1 1 4
6 Dodge Challenger 2 15.5 8 318 150 2.76 3.520 16.87 0 0 3
unite
unite的调用格式如下：
unite(data, col, ..., sep = "_", remove = TRUE)
where ... represents the columns to unite and col represents the c
这里，...表示需要合并的列，col表示合并后的列。
我们先虚构一些数据：
set.seed(1)
date <- as.Date('2016-01-01') + 0:14
hour <- sample(1:24, 15)
min <- sample(1:60, 15)
second <- sample(1:60, 15)
event <- sample(letters, 15)
data <- data.frame(date, hour, min, second, event)
data
date hour min second event
1 2016-01-01 7 30 29 u
2 2016-01-02 9 43 36 a
3 2016-01-03 13 58 60 l
4 2016-01-04 20 22 11 q
5 2016-01-05 5 44 47 p
6 2016-01-06 18 52 37 k
7 2016-01-07 19 12 43 r
8 2016-01-08 12 35 6 i
9 2016-01-09 11 7 38 e
10 2016-01-10 1 14 21 b
11 2016-01-11 3 20 42 w
12 2016-01-12 14 1 32 t
13 2016-01-13 23 19 52 h
14 2016-01-14 21 41 26 s
15 2016-01-15 8 16 25 o
现在，我们需要把date，hour，min和second列合并为新列datetime。通常，R中的日期时间格式为"Year-Month-Day-Hour:Min:Second"。
dataNew <- data %>%
unite(datehour, date, hour, sep = ' ') %>%
unite(datetime, datehour, min, second, sep = ':')
dataNew
datetime event
1 2016-01-01 7:30:29 u
2 2016-01-02 9:43:36 a
3 2016-01-03 13:58:60 l
4 2016-01-04 20:22:11 q
5 2016-01-05 5:44:47 p
6 2016-01-06 18:52:37 k
7 2016-01-07 19:12:43 r
8 2016-01-08 12:35:6 i
9 2016-01-09 11:7:38 e
10 2016-01-10 1:14:21 b
11 2016-01-11 3:20:42 w
12 2016-01-12 14:1:32 t
13 2016-01-13 23:19:52 h
14 2016-01-14 21:41:26 s
15 2016-01-15 8:16:25 o
separate
separate的调用格式为：
separate(data, col, into, sep = "[^[:alnum:]]+", remove = TRUE,
convert = FALSE, extra = "warn", fill = "warn", ...)
我们可以用separate函数将数据恢复到刚创建的时候，如下所示：
data1 <- dataNew %>%
separate(datetime, c('date', 'time'), sep = ' ') %>%
separate(time, c('hour', 'min', 'second'), sep = ':')
data1
date hour min second event
1 2016-01-01 07 30 29 u
2 2016-01-02 09 43 36 a
3 2016-01-03 13 59 00 l
4 2016-01-04 20 22 11 q
5 2016-01-05 05 44 47 p
6 2016-01-06 18 52 37 k
7 2016-01-07 19 12 43 r
8 2016-01-08 12 35 06 i
9 2016-01-09 11 07 38 e
10 2016-01-10 01 14 21 b
11 2016-01-11 03 20 42 w
12 2016-01-12 14 01 32 t
13 2016-01-13 23 19 52 h
14 2016-01-14 21 41 26 s
15 2016-01-15 08 16 25 o
首先，将datetime分为date列和time列。然后，将time列分为hour，min，second列。
