如何使用 R 语言来绘制图表和图（曲线等）

前言

如果你是学习或者从事数据分析相关的专业，那么你一定使用过或者被告知要使用 R 语言。但是有那么多可以数据分析的语言，为什么要使用 R 呢？因为 R 可以输出非常好的可以出版的图像，对于博客可能不需要这样，但是对于论文、书籍这种出版物就很有必要了，毕竟大多数出版物的图表都不是彩色的。

需要注意，本文只用于记录如何使用 R 来绘制图表或图，所以只对语句有简单的介绍，如果想看全面完整的语句介绍，可以看官方文档：《An Introduction to R》

绘制各种图表

绘制扇形图

这时候让我们新建一个，但是不要绘制坐标轴了。

首先需要生成一些数据用来显示，这部分内容如下（输入>开头的行即可）：

margin.table(UCBAdmissions,3) -> Department

margin.table(UCBAdmissions, 3) 会通过数据集UCBAdmissions（这个数据是伯克利招生的数据，自带的）来生成一个表Department。然后使用pie()函数来生成“Department”各部分占比的扇形图：

pie(Department)

绘制条形图

简单的条形图

还是上面一节的数据，利用它们来继续生成条形图。生成条形图使用barplot()函数即可，xlab=是横轴的标题，ylab=是纵轴的标题：

barplot(Department, xlab="Department", ylab="Number")

堆叠条形图

生成复合条形图的话，上面那种数据格式就不够用了，所以重新生成一个表：

margin.table(UCBAdmissions, c(1,3)) -> Admit.by.Dept

如果直接使用barplot()来调用数据的话，生成的条形图如下：

barplot(Admit.by.Dept)

并排条形图

如果想生成两个并排靠在一起的条形图，使用以下语句：

barplot(Admit.by.Dept, beside=T, ylim=c(0,1000), legend=T, main="Admissions by Department")

beside=T表示beside为真（T表示True），如果为真的话，绘制成并列条形图，如果为假的话，那么就生成上面的堆叠条形图；ylim=表示纵轴的范围；legend表示图例，也就是下图右上角那个，这里既可以使用 T/F 来表示是否显示图例，也可以直接输入值来自定义图例；main表示主标题。

绘制曲线图

绘制曲线图不能使用上面这种按类分列的表，所以来使用faithful数据集进行演示。
首先引入faithful数据集来做好准备：

attach(faithful)

然后使用plot(density(...))来生成曲线图:

plot(density(waiting))

waiting为横轴标签。

绘制点图

点图需要使用一个新的数据集来进行演示，>开头的是需要手动输入的：

> data(mammals, package="MASS")
> str(mammals)
'data.frame': 62 obs. of  2 variables:$ body : num  3.38 0.48 1.35 465 36.33 ...$ brain: num  44.5 15.5 8.1 423 119.5 ...

第一行生成了一个数据集mammals。输入str(mammals)可以看到数据的内容，但是这里由于太长了就没有显示完全。

然后使用attach()函数导入数据集，然后使用plot()函数绘制图像：

attach(mammals)
plot(log(body), log(brain))

这里需要注意以下，绘制图像的语句还可以这样：

plot(x=body, y=brain, log="xy")

二者效果一样。

这时候可以发现点好像聚集在一条线附近，R 支持绘制出这条线：

scatter.smooth(log(body), log(brain))

绘制图（坐标轴、曲线等）

添加坐标轴

画绝大部分类型的图表的第一步当然是添加坐标轴啦。语句很简单，需要使用plot()函数，如下：

plot(0:100, 0:100, type="n", xlab="a", ylab="b")

这时候效果如下：

plot()函数是一个“high-level”函数。括号中的0:100表示坐标从0开始到100；type="n"表示只绘制坐标轴，不绘制任何其他的图像（感兴趣可以去掉这个参数看看默认情况下的点图是什么样的）；xlab="a"表示横坐标轴的标签，ylab="b"同理。

绘制曲线

然后来在上面的坐标轴中绘制 b = 0.01 a 2 b=0.01a^2 b=0.01a2 的曲线，需要使用curve()函数，如下：

curve(x^2/100, add=TRUE)

这里应该只用解释一下add=TRUE是干嘛的。add=TRUE会强制curve()函数作为一个“low-level”图像来绘制曲线，从而将其绘制在当前已经存在的图像上面（如果有的话）。

绘制点

绘制点分为两种：绘制单独的点，以及绘制某一曲线上的点。但是不论哪种类型，一般都要使用points()函数。

按顺序来，先讲讲前者。绘制单独的点的语句很简单，直接使用坐标即可，如下：

points(100,50)

可以看到在曲线的右侧绘制了一个空心的圆点。

那么如果想在 b = 0.01 a 2 b=0.01a^2 b=0.01a2 的曲线上标记一些点呢？有两种方法，一种和一个个输入差不多，不过可以结合到一起，稍微精简一点，如下：

points(x=c(20, 60, 90), y=c(4, 36, 81), pch=6)

但是也可以使用另外一种方法，只用输入横坐标x和函数即可，如下：

points(x<-c(20,60,90), y=x^2/100, pch=6)

二者效果一样的：

更改点的样式

那么可不可以更改点的样式呢？加上pch参数即可，如下：

points(100,50, pch=...)

pch=后面可以直接跟+、*这种符号，用引号包裹就行。比如说想点变成星号*就可以像下面这样：

points(100,50, pch="*")

也可以跟数字，不同数字表示的内容如下：

此外：

26～31 之间的数字没有作用；
2/32～127 之间是对应着 ASCII 码；
128～255 之间是仅在单字节的位置的原始字符，并且使用符号字体，其中 129～159 只能在 Windows 中使用；
-32 用来在支持的地方使用 Unicode 码。

绘制直线（以及自定义线的颜色）

假设现在需要过曲线上两点做一条红色的直线，那么可以使用abline()函数和col参数，如下：

abline(a=-18, b=1.1, col="red")

其中a=后面跟的是纵坐标；b=后面跟的是斜率；col=后面跟的是颜色。

设置主标题

设置主标题需要使用title(main="...")函数，如下：

title(main="This is the first chart of R")

在图中的任意位置绘制文本

假设我们想在曲线 b = 0.01 a 2 b=0.01a^2 b=0.01a2 旁边写上函数式，那么可以使用text()函数，如下：

text(x=80, y=37, expression(a == frac(1,100) * b^2))

其中，a和b是将显示在图上的，而前面的x和y是不能修改的。

希望可以帮到有需要的人~