R极简教程-10：R语言绘图基础

R语言最强大的一点就是画图，那个无比强大的画图系统，再加上各种各样的神级R包，让我写R语言中最喜欢的一点就是写绘图代码。

简单来说，R语言原生的绘图系统已经非常强大了，根本不需要其他东西的辅助，就可以绘制非常炫目的图片，需要的仅仅是耐心。另外R语言还有一系列的绘图辅助R包，比如著名的ggplot2，我经常用的plotly都是很好的工具。

再近几年，R语言推出了Shiny框架，可以用R语言快速写成一个网页，这简直不能更方便。

讲真我已经在期待R语言发布建站框架的那一天了。R已经能做分布式大数据了RSpark，建站还会远吗？

R语言绘图基础

再大的工程也是又一块砖一块砖垒起来了。在复杂的R图也是又忒简单的元素组成的，下面的这些东西，可谓是R绘图最基本的元素，能把它们掌握，就可以绘制出相对OK的图。

颜色

> plot(1:10,col="red")

之前提到过，绘图函数（比如bixplot或者plot）中的col参数就是控制颜色的，而颜色的选择可以用问题，也可以用其他的一些标号，比如网站有一个很好很强大的R颜色列表

面对上面这种浩如烟海的颜色，你可以直接把那个标号：”#XXXX”用到程序里。

另外不得不推荐一个极好的R包，叫做RColorBrewer，这个包的功能主要就是提供一些自己已经配好色的R颜色，另外提供一系列颜色的分配，比如你想要从正黄色到正蓝色直接过度10个颜色，就可以用这个包。

> colorRampPalette(brewer.pal(9,"Blues"))(100) -> color
> plot(1:100,col=color,pch=20,cex=2)

这样就从白色到正蓝色划分成100个过渡色。

又如：

> barplot(1:5,col=RColorBrewer::brewer.pal(n = 5,name = "Set2"))

RColorBrewer::brewer.pal函数的功能是直接调用这个包已经配好的颜色，其中有一系列名字，我最喜欢用的就是”Set2”，因为看上去比较素雅。

文字

有时候做了一个图，想要在图中加一些问题，这个问题可以用text函数来解决，就着刚才的图，我再继续往上边加一个”Hello World!”

> barplot(1:5,col=RColorBrewer::brewer.pal(n = 5,name = "Set2"))
> text(x=4,y=4,labels = "Hello World!",cex=2)

让我们来细看一下text函数的参数，x代表了横坐标，我这里写的是4，就是说希望写再以第四个bar为中心的位置。y代表了高度，我写的也是4，labels就是想要写的话，可以把任何的字符串嵌进来，最后一个参数是cex，这个是控制字体大小，1是默认值，如果你希望字体放大一倍，就设置为2.

根据我的经验，想要一次性画对图还是有难度的，最好还是多尝试几次。调调位置，换换x和y。慢慢就可以把图做出来。

点、线

点和线是很基础的元素，点的函数是points，线的函数是lines，要说明的是，每一次plot都会展开一副新的图。也就是说，如果你已经用过plot画了一部分图了，还想要继续往图上添加东西，就需要用points或者lines函数，不能重新用plot。

> barplot(1:5,col=RColorBrewer::brewer.pal(n = 5,name = "Set2"))
> points(rep(3,5),pch=20,cex=3,col="orange")

上面的代码，我plot的时候，再1到5个横坐标上，都再纵坐标为3的地方plot了一个橘色的点，做法其实和plot很像。

在plot或者point的时候，理论上你应该输入x,y两个参数，两者应该是完全对应的，一一对应，前者是横坐标，后者是纵坐标。但是如果你只输入了一批数据，程序就会默认横坐标为1，2，3，4……纵坐标是你输入的数值。这就是为什么，在这个函数里，我只输入了rep(3,5)而没有输入横坐标。

> barplot(1:5,col=RColorBrewer::brewer.pal(n = 5,name = "Set2"))
> points(rep(3,5),pch=20,cex=3,col="orange")
> lines(sample(1:5),col="gray",lwd=2,lty=2)

如果说是划线的话，也很简单，使用lines函数，用法和之前是一样的，如果你输入了对应的x,y坐标，就可以直接绘制，如果只输入一个vector，程序就默认横坐标是1,2,3……

后面的参数里，lwd控制线的粗细，lty控制线的类型，lty=2意思是虚线。

标题

标题其实是很容易的，只需要再plot或者其他绘图程序里，添加main参数就行：

plot(1:10,main="This is a Title",cex.main=1.5)

这个真没什么好说的，cex.main=1.5的意思是，标题的尺寸是标准值的1.5倍。此外值得说的是，如果你不喜欢这个Title，也可以用text手绘，那就稍微复杂一些。

图例

图例的目的就是望你看懂你在画什么，通过legend函数我们可以添加图例。

x <- seq(-pi, pi, len = 65)
plot(x, sin(x), type = "l", ylim = c(-1.2, 1.8), col = 3, lty = 2)
points(x, cos(x), pch = 3, col = 4)
lines(x, tan(x), type = "b", lty = 1, pch = 4, col = 6)
title("legend(..., lty = c(2, -1, 1), pch = c(NA, 3, 4), merge = TRUE)",cex.main = 1.1)
legend(-1, 1.9, c("sin", "cos", "tan"), col = c(3, 4, 6),text.col = "green4", lty = c(2, -1, 1), pch = c(NA, 3, 4),merge = TRUE, bg = "gray90")

上述就是legend函数的一堆参数，其中col，lty等等都和plot一模一样。

坐标轴

坐标轴是很容易处理的东西。直接设置参数就行了。

> plot(1:10,xlab="X lab",ylab="y lab")

有一个很有意思的情况是，如果想要更换坐标轴上的1，2，3，4，5该怎么办？

plot(1:10, xaxt = "n", xlab='Some Letters')
axis(1, at=1:10, labels=letters[1:10])

甚至于，如果想要将坐标轴旋转一些角度，应该怎么办？这个问题我经常遇到，原因就是有时候label的名字太长了。。。其实代码真的超简单：

> par(las=2)
> plot(1:10, xaxt = "n", xlab='Some Letters')
> axis(1, at=1:10, labels=letters[1:10])

构图函数

根据我几年的R语言经验，构图函数真的是一个很多教材都没有认真写的东西，但实战中经常经常经常涉及这方面问题啊，在这里我记录了一下：

首先就是，如果你想在一张图上绘制多个图形怎么办？

> par(mfrow=c(2,3))
> plot(1:10)
> plot(1:10)
> plot(1:10)
> plot(1:10)
> plot(1:10)
> plot(1:10)

使用par(mfrow=c(2,3))命令可以完成比较规则的构图，其中参数中，前一个代表行，后一个代表列，我这里的意思就是，把图片分成两行三列。

还有另外一种更为厉害的分屏：

# One figure in row 1 and two figures in row 2
attach(mtcars)
layout(matrix(c(1,1,2,3), 2, 2, byrow = TRUE))
hist(wt)
hist(mpg)
hist(disp)

这是我曾经最喜欢的一个多图函数，其中的设置都是再layout里边的matrix，里边你可以无限多地设置函数，每一张图可以通过数字连起来，这样就可以做出各种形状的组合图形。