在前面的练习中，我们使用qplot练习作图，作为ggplot2的快速入门。然而，qplot的局限性在于它只能使用一个数据集和一组图形属性映射，当我们要进行复杂数据的统计分析时，qplot就不够用了。解决这一问题的方法就是使用图层，每一个图层可以有属于自己的数据集和图形属性映射，附加的数据元素可以通过图层添加到图形中。

创建绘图对象

当我们调用qplot()时，它其实为我们做了许多幕后工作：

1. 创建一个图形对象
2. 添加图层并展示结果
   如果想手动创建图形对象，就要使用ggplot()函数。该函数有两个主要的参数：数据和图形属性映射。
   数据：指定绘图所使用的默认数据集（必须是数据框）
   映射：将图形属性和变量名放在函数aes()的括号中即可创建映射

比如，通过下面的代码，即可创建一组默认映射：

#x为carat，y为price，colour为cut
p <- ggplot(diamonds, aes(carat, price, colour = cut))

不过，上面的图形对象在加上图层之前是无法显示的。

图层

创建好绘图对象后，我们可以使用+来添加图层：

p + geom_point()

再通过添加图层而添加几何对象时，我们需要注意：每一个几何对象都对应着一个默认的统计变换和位置参数，而每一个统计变换都对应着一个默认的几何对象参数。所以对于一个图层，我们只需要设定stat或geom参数即可。

数据

• ggplot2要求数据集必须是一个数据框（data frame）
• ggplot2会从我们给定的数据框中提取绘图所需的变量，并生成一个新的数据集，而不是直接在原数据上进行数据变换
• 使用ggplot2作图时，数据是以副本二不是引用的形式存储在图形对象中的，这样可以使我们：
• 1.即使数据改变了，绘图不会改变
• 2.ggplot2的对象都是自含型的，所以它可以被存储到磁盘上，并可被直接加载（load()）运行

图形属性映射

aes()函数用来将数据变量映射到图形中，从而使变量成为可以被感知的图形属性。
aes()函数中有一系列的图形属性参数：

#创建映射
aes(x = weight, y = height, colour = age)
#x，y可以省略，直接输入映射值
aes(weight, height, colour = age)

几何对象

几何对象，简称为geom，它执行着图层的实际渲染，控制着生成的图像类型。

• 每一个几何对象都有一组它能识别的图形属性和一组绘图所需的值。
• 每一个几何对象都有一个默认的统计变换，并且每一个统计变换都有一个默认的几何对象。

统计变换

统计变换。简称为stat，即对数据进行统计变换，它通常以某种方式对数据信息进行汇总。

• 统计变换可将输入的数据集看做输入，将返回的数据集作为输出，因此统计变换可向元数据集中插入新的变量。例如用来绘制直方图的stat_bin统计变量会生成如下的变量：
• count：每个组里观测值得数目；
• density：每个组里观测值的密度（占整体的百分数/组宽）
• x：组的中心位置
• 这些生成变量可被直接调用，调用生成变量时，必须使用..将其名字围起来，以和原数据集中的变量区分
  比如：

ggplot(diamonds, aes(carat)) + geom_histogram(aes(y = ..density..), binwidth = 0.1)

位置调整

位置调整：是对图层中的元素位置进行微调。位置调整一般多见于处理离散型数据，连续型数据一般很少出现完全重叠的问题。

常用的位置调整参数见下图：

整合

一旦熟悉了图层操作，就可以把本章所介绍的各种图层功能结合起来，轻松做出复杂的图形。

结合几何对象和统计变换

将几何对象和不同的统计变换进行组合，可以轻松做出新颖的图形。下面，我们基于相同的直方图的统计变换，使用不同的几何对象，以不同的形式来展示结果：面积、点和瓦块图。

# 创建绘图对象
d <- ggplot(diamonds, aes(carat)) + xlim(0,3)
# 对数据进行统计变换，并绘制面积图层
d + stat_bin(aes(ymax = ..count..), binwidth =0.1 , geom ="area")
# 对数据进行统计变换，并绘制点图图层
d + stat_bin(aes(size = ..density..), binwidth = 0.1, geom = "point"
, position = "identity")
# 对数据进行统计变换，并绘制瓦块图图层
d + stat_bin2d(aes(y = 1, fill = ..count..), binwidth = 0.1, geom = "tile", position = "identity")

绘制面积图图层:

Rplot01.png

绘制点图图层：

Rplot02.png

绘制瓦块图图层：

Rplot03.png