BGI-College生信入门——9、R语言基础（二）

2022-09-19 本文已影响0人华大基因学院

ggplot2

Elegant Graphics for Data Analysis，用于数据分析的精美图形

ggplot2是一个用于数据统计和绘图的R包

与其它绘图包不同，ggplot2有自己的基础语法

ggplot2的逻辑就是基于图层的概念，把一张统计图中涵盖的元素按属性可以分成5大类：

几何对象

geometric object，简写成geoms，代表图中的点、线和多边形等

尺度

aesthetic attributes，简写成aes，包括颜色、形状和大小等

数据的统计变换

statistical transformation，简写stats

总结数据，例如分类统计绘制直方图，或总结得出一个二维的线性模型

坐标系

coordinate system，简写coord

通过坐标轴和网格线展示

一般采用笛卡尔坐标系，同时支持其它坐标系（极坐标、地图投射等）

分面

facet，指定绘图窗口划分为若干个子窗口

熟悉PS的朋友可能知道，在PS里绘图我们通过不断新建图层达到添加新元素的目的，ggplot2的图层概念与之类似

安装ggplot2

install.packages("ggplot2")

使用qplot绘制简单图形

ggplot2内置的数据集

绘图所用数据集为ggplot2内置的diamonds，该数据是53,940个钻石的价格和品质信息

钻石的4C标准：carat（克拉）、cut（切工）、color（色泽）和clarity（透明度）

head(diamonds)

carat cut color clarity depth table price x y z

0.23 Ideal E SI2 61.5 55 326 3.95 3.98 2.43

0.21 Premium E SI1 59.8 61 326 3.89 3.84 2.31

0.23 Good E VS1 56.9 65 327 4.05 4.07 2.31

0.29 Premium I VS2 62.4 58 334 4.2 4.23 2.63

0.31 Good J SI2 63.3 58 335 4.34 4.35 2.75

0.24 Very Good J VVS2 62.8 57 336 3.94 3.96 2.48

图1 x、y、z、table和depth的测量方式

另外我们会从diamonds数据中随机产生一个包含100个钻石品质信息的数据子集dsmall

set.seed(2022)#设置随机数种子，根据种子编号产生可重复的伪随机数

dsmall <- diamonds[sample(nrow(diamonds), 100), ]#产生拥有100个钻石信息的小数据集

qplot绘制散点图

qplot(carat, price, data = diamonds)

图2 钻石的重量（克拉）和价格的关系

变换变量

qplot(log(carat),log(price), data = diamonds)

图3 钻石重量（克拉）的对数和价格对数的关系

映射颜色、大小、形状和其它几何属性

颜色的映射

qplot(carat, price, data = dsmall, colour = color)

图4 根据钻石的色泽（color）对散点进行颜色分类

大小的映射

qplot(carat, price, data = dsmall, size = x*y*z)

图5 将x、y、z的乘积映射到散点的大小

形状的映射

qplot(carat, price, data = dsmall, shape = cut)

图6 根据钻石的切工（cut）对数据划分同形状

手动设置相关几何属性

qplot(carat, price, data = dsmall, colour = I("red"))#自定义颜色

图7 自定义所有散点颜色为红色

qplot(carat, price, data = dsmall, size = I(5))#自定义大小

图8 自定义所有散点大小为5

qplot(carat, price, data = dsmall, shape = I("triangle"))#自定义散点形状为三角形

图9 自定义散点形状为三角形

qplot(carat, price, data = diamonds, alpha = I(1/10))#自定义透明度为默认的1/10

qplot(carat, price, data = diamonds, alpha = I(1/100))#自定义透明度为默认的1/100

图10 设定散点透明度为默认的1/10

图11 设定散点透明度为默认的1/100

绘制几何图形

qplot除了能绘制一般的散点图，还可以绘制一些二维的几何图形

qplot(carat, price, data = dsmall, geom ="point")#提供x，y时，qplot()默认绘制散点图

qplot(carat, price, data = dsmall, geom = c("point","smooth"))#增加平滑的拟合曲线