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本篇是“基础绘图系统”系列推文的最后一篇，我们来介绍三种不常见的图形，对应的绘图函数分别如下：

• stars()

• fourfoldplot()

• mosaicplot()

stars()

该函数主要用于绘制星形图，具体见下面例子。语法结构如下：

stars(x, full = TRUE, scale = TRUE,radius = TRUE, labels = dimnames(x)[[1]],locations = NULL, nrow = NULL, ncol = NULL,len = 1, key.loc = NULL,key.labels = dimnames(x)[[2]], key.xpd = TRUE,xlim = NULL, ylim = NULL, flip.labels = NULL,draw.segments = FALSE, col.segments = 1:n.seg,col.stars = NA, col.lines = NA,axes = FALSE, frame.plot = axes,main = NULL, sub = NULL,xlab = "", ylab = "",cex = 0.8, lwd = 0.25, lty = par("lty"), xpd = FALSE,mar = pmin(par("mar"),1.1+ c(2*axes+ (xlab != ""),2*axes+ (ylab != ""), 1, 0)),add = FALSE, plot = TRUE, ...)

基础

参数x为矩阵或数据框，为了展示该函数的绘制效果，这里使用mtcars作为输入对象：

par(plt = c(0,1,0,1))
stars(mtcars, ncol = 8)

• 上图中，一个星形表示一个样本，文本为对应的样本名（即mtcars的行名）；

• 在每个星形中，一个扇形表示一个变量，扇形的半径表示该样本此变量在全体样本的相对大小；

• ncol参数表示图形排列的列数；nrow为排列行数。

其他一些基础参数的含义：

• full：默认值为TRUE，表示星形包含的所有扇形组成一个圆；FALSE表示组成半圆；

• radius：默认值为TRUE，表示扇形半径的线条被绘制出来；FALSE表示不绘制；

• scale：默认值为TRUE，表示各变量被分别标准化至0-1之间；FALSE表示假设数据已经被标准化至0-1之间了；

• flip.labels：控制星形标签的书写位置是否上下交替，默认值会根据情况进行选择；在本例中标签就进行了上下交替放置，以防止重叠。

修饰

• key.loc：图例的位置；

• draw.segments：是否对扇形区域进行填充，默认值为FALSE；

• col.segments：仅在draw.segments为TRUE时生效，对扇形区域进行着色；向量结构，元素个数应与变量个数（即每个星形包含的扇形个数）相同；

• col.stars：仅在draw.segments为FALSE时生效，对星形整体的内部进行着色；向量结构，元素个数应与样本个数（即星形个数）相同；

• col.lines：仅在draw.segments为FALSE时生效，对星形整体的外轮廓进行着色；向量结构，元素个数应与样本个数（即星形个数）相同。

下面例子通过key.loc参数增加了图例，通过col.segments参数区分各变量：

par(plt = c(0,1,0,1))
stars(mtcars, ncol = 9, key.loc = c(16,1),draw.segments = TRUE,col.segments = rainbow(11, s = 0.6, v = 0.75))

fourfoldplot()

该函数绘制的图形可称为四瓣图。语法结构如下：

fourfoldplot(x, color = c("#99CCFF", "#6699CC"),conf.level = 0.95,std = c("margins", "ind.max", "all.max"),margin = c(1, 2), space = 0.2,main = NULL,mfrow = NULL, mfcol = NULL)

• 参数x为2*2*k列联表；数组结构。

我们使用以下例子来说明四瓣图的含义。

首先生成列联表：

x <- aperm(UCBAdmissions, c(2, 1, 3))
dimnames(x)[[2]] <- c("Yes", "No")
names(dimnames(x)) <- c("Sex", "Admit", "Department")ftable(x)
##               Department   A   B   C   D   E   F
## Sex    Admit?
## Male   Yes               512 353 120 138  53  22
##        No                313 207 205 279 138 351
## Female Yes                89  17 202 131  94  24
##        No                 19   8 391 244 299 317

• aperm函数的功能是调整数组的元素顺序，如上面的代码aperm(UCBAdmissions, c(2, 1, 3))表示将该数组的第1、2个元素位置互换；

• ftable函数的功能是将列联表转换成更“短平”（flat）的样式，以便于展示；每个大写字母对应加州大学伯克利分校的一个系。

上面的列联表x的大小为2*2*5，将各系的数据合并，可得到一个2*2的列联表x：

x1 <- margin.table(x, c(1, 2))x1
##         Admit
## Sex       Yes   No
##   Male   1198 1493
##   Female  557 1278

• Sex表示性别，Admit表示是否被该系录取；数字表示对应情景下的频数；

• margin.table函数的功能是计算列联表的边缘频数。

以上述数据为例，四瓣图可以用来判别录取是否与性别相互独立。先以2*2的x1为例：

fourfoldplot(x1)

• 图中，每个象限代表一个2*2列联表对应位置的频数；

• 每个象限包含3个四分之一圆，其中中间圆的半径表示列联表此位置的数学期望，其余两个表示置信区间的两个端点；默认为95%置信区间，由conf.level参数控制；

• 当相邻象限的置信区间存在交叉时，则认为零假设成立（即列联表对应的两个事件相互独立）；由于上图中不交叉，因此不能否认该系录取与性别相互之间不独立。

下列例子中的列联表的尺寸为2*2*k，其中k = 6：

fourfoldplot(x, mfrow = c(2,3))

• 每个四瓣图对应一个系（即大写字母）。

mosaicplot()

该函数用于绘制马赛克图。它有两种语法结构，如下：

mosaicplot(x, main = deparse(substitute(x)),sub = NULL, xlab = NULL, ylab = NULL,sort = NULL, off = NULL, dir = NULL,color = NULL, shade = FALSE,margin = NULL, cex.axis = 0.66,las = par("las"), border = NULL,type = c("pearson", "deviance", "FT"), ...)mosaicplot(formula, data = NULL, ...,main = deparse(substitute(data)),subset,na.action = stats::na.omit)

同fourfoldplot函数一样，该函数的输入对象x也是列联表，但对其大小没有要求。

先以上面已经使用过的x为例：

mosaicplot(x, main = "UCBAdmissions")

• 每个矩形块的面积与对应位置的频数成正比。

数据集Titanic的大小为4*2*2*2：

ftable(Titanic)
##                    Survived  No Yes
## Class Sex    Age
## 1st   Male   Child            0   5
##              Adult          118  57
##       Female Child            0   1
##              Adult            4 140
## 2nd   Male   Child            0  11
##              Adult          154  14
##       Female Child            0  13
##              Adult           13  80
## 3rd   Male   Child           35  13
##              Adult          387  75
##       Female Child           17  14
##              Adult           89  76
## Crew  Male   Child            0   0
##              Adult          670 192
##       Female Child            0   0
##              Adult            3  20

绘制效果如下：

par(plt = c(0.08,1,0.08,1))
mosaicplot(Titanic, shade = TRUE)

• 参数shade可以为矩形块上色，颜色与残差相关，具体见上图右侧图例。