R语言基础与数据科学应用-绘图与数据可视化课件

第六章绘图与数据可视化第六章绘图与数据可视化1内容导航CONTENTS绘图参数基本图形与绘图函数其他自定义元素5.15.25.3描述性统计图5.4动态图形5.5内容导航CONTENTS绘图参数基本图形与绘图函数其他自定义2创建基础图形最基本的图形：散点图x<-1:20#x坐标y<-x^2#y坐标plot(x,y,main="y=x^2")使用type参数，改变绘图类型。例如：绘制点线图plot(x,y,main="y=x^2",type="b")

每次调用plot()，现有的图形窗口都会被新的图形替代。使用下面的命令可以打开新的图形窗口进行绘图。在Linux系统下，执行x11()；在Mac系统下，执行macintosh()；在Windows下，执行windows()。创建基础图形最基本的图形：散点图3内容导航CONTENTS绘图参数基本图形与绘图函数其他自定义元素5.15.25.3描述性统计图5.4动态图形5.5内容导航CONTENTS绘图参数基本图形与绘图函数其他自定义4符号和线条可以通过修改一些图形参数选项来自定义一幅图形的多个特征，如字体、颜色、坐标轴、和标题等。opar<-par(no.readonly=T)par(lty=2,pch=15) x<-1:20y<-x^2plot(x,y,type="b")par(opar)直接给plot函数设置绘图参数也能实现同样的效果，但只是对单幅图片生效。

plot(x,y,type="b",lty=2,pch=15)符号和线条可以通过修改一些图形参数选项来自定义一幅图形的多个5参数说明pch指定绘制点时使用的符号，参数数值及含义详见右图cex指定符号的大小。cex是一个数值，表示绘图符号相对于默认大小的缩放倍数。默认大小为1，1.5表示放大为默认值的1.5倍，0.5表示缩小为默认值的50%，等等lty指定线条类型，参数数值详见右图lwd指定线条宽度。lwd是以默认值的相对大小来表示的（默认值为1）。例如，lwd=2将生成一条两倍于默认宽度的线条符号和线条参数说明pch指定绘制点时使用的符号，参数数值及含义详见右图6色彩使用不同的颜色参数个性化图形各部位的色彩。可以选择通过颜色名称、十六进制的颜色值、RGB值或HSV值来指定颜色。col="white"、col="#FFFFFF"、col=rgb(1,1,1)和col=hsv(0,0,1)都是表示白色的等价方式。使用调色板中的颜色索引给col参数赋值也可以使用相应的色彩。默认调色板中的颜色向量为：>palette()[1]"black""red""green3""blue""cyan""magenta""yellow""gray"右边是常见的绘图函数颜色参数参数说明col绘图颜色col.axis坐标轴刻度颜色col.lab坐标轴名称颜色col.main图形标题颜色col.sub副标题颜色fg图形前景色bf图形背景色色彩使用不同的颜色参数个性化图形各部位的色彩。参数说明col7色彩使用调色板中颜色索引即可使用相应的颜色，例如：>pie(rep(1,length(pal)),labels=sprintf("%d(%s)",seq_along(pal),pal),col=pal)rainbow(n)函数可以从光谱色中均匀地选取n种颜色组成向量。>palette(rainbow(7))>pal<-palette()>pie(rep(1,length(pal)),labels=sprintf("%d(%s)",seq_along(pal),pal),col=pal)调色板恢复为默认>palette("default")色彩使用调色板中颜色索引即可使用相应的颜色，例如：8标签与标题文字x<-1:20y<-x^2plot(x,y,ann=FALSE,col="tomato")title(main="标题",col.main="red",sub="副标题",col.sub="brown",xlab="x坐标轴",ylab="y坐标轴",col.lab="navy",cex.main=2,cex.sub=1.25,font.sub=3)标签与标题文字x<-1:209标签与标题文字设置外观与字体。

参数说明cex基础缩放倍数cex.axis坐标轴刻度的缩放倍数cex.lab坐标轴标题的缩放倍数cex.main图形标题的缩放倍数cex.sub图形副标题的缩放倍数font字体样式。1常规，2加粗，3加斜，4加粗加斜，5符号字体font.axis坐标轴刻度的字体样式font.lab/main/sub坐标轴名称/标题/副标题名称字体样式ps字体磅值。文字的最终大小为cex*psfamily字族。例如serif衬线,sans无衬线,mono等宽在表达式中。可以使用类似于Tex的句法来生成数学符号、运算、公式和希腊字母。标签与标题文字设置外观与字体。参数说明cex基础缩放倍10内容导航CONTENTS绘图参数基本图形与绘图函数其他自定义元素5.15.25.3描述性统计图5.4动态图形5.5内容导航CONTENTS绘图参数基本图形与绘图函数其他自定义11自定义坐标轴可以使用函数axis()来创建自定义的坐标轴，用以取代使用R中的默认坐标轴。其句法为：axis(side,at=,labels=,pos=,lty=,col=,las=,tck=,...)

参数说明side一个整数，表示在图形的哪边绘制坐标轴（1=下，2=左，3=上，4=右）at一个数值型向量，表示需要绘制刻度线的位置labels一个字符型向量，刻度线旁的标签，缺省时使用at中的值pos坐标轴与另一坐标轴相交位置的值lty线条类型col线条与刻度的颜色las标签平行于（=0）或垂直于（=2）坐标轴自定义坐标轴可以使用函数axis()来创建自定义的坐标轴，12添加次要刻度线>library(Hmisc)>x<-1:20>y<-x^2>plot(x,y,type="b",xlim=c(0,20),ylim=c(0,400))

>minor.tick(nx=5,ny=4,tick.ratio=0.5) 使用Hmisc包中的minor.tick()函数创建次要刻度线。添加次要刻度线>library(Hmisc)使用Hmisc13添加网格线>x<-1:20>y<-x^2>plot(x,y,type="b",xlim=c(0,20),ylim=c(0,400))>abline(v=seq(0,20,1),h=seq(0,400,20),lty=2,col="grey")abline()函数另一种常见的用法是，绘制参考线。

使用abline(a=,b=)的参数形式，则可画出截距与斜率分别为a和b的一条直线。使用abline()函数画网格线，v和h分别指定垂直和水平方向的网格线行为。添加网格线>x<-1:2014图例legend(location,legend,[title=,...])>leg.tex<-c("power","linear")>legend(x=0.5,y=385,leg.tex, col=c("black","blue"),pch=c(1,17),>text.col=c("black","red"),title="MyLegend")使用abline()函数画网格线，v和h分别指定垂直和水平方向的网格线行为。图例legend(location,legend,[t15标注>plot(1:20,(1:20)^2,main="exponential points",xlab="x",ylab="values")>text(10,200,expression(y==x^2), cex=1.2,col="blue")>for(sin1:4) mtext(paste("mtext(...,side=",s,")"), side=s,font=s)标注>plot(1:20,(1:20)^2,main16内容导航CONTENTS绘图函数基本图形与绘图函数其他自定义元素5.15.25.3描述性统计图5.4动态图形5.5内容导航CONTENTS绘图函数基本图形与绘图函数其他自定义17柱状图>data(Titanic)>mat<-apply(Titanic,4,sum);mat

NoYes1490711>barplot(mat,main="存活情况",names=c("遇难","存活"))barplot(height,width=1,space=NULL,names.arg=NULL,beside=FALSE,horiz=FALSE,density=NULL,angle=45,...)Titanic是R自带的一个数据集。变量名取值说明Class1st,2nd,3rd,CrewSexMale,FemaleAgeChild,AdultSurvivedNo,Yes柱状图>data(Titanic)Titanic是R自带18饼图pie()函数用来创建饼状图，基本用法为pie(x,labels=names(x),radius=0.8,clockwise=FALSE,...)用饼图来查看泰坦尼克号上不同舱位的乘客和船员的比例>pie(apply(Titanic,1,sum),c("一等舱","二等舱","三等舱","船员"))饼图pie()函数用来创建饼状图，基本用法为19直方图直方图使用离散化的方法对变量分组统计。hist(x,freq=TRUE,breaks=, right=TRUE,...)

>x<-rnorm(1000,mean=0,sd=1)>par(mfrow=c(1,2)) >hist(x)>hist(x,freq=F) >lines(density(x),lwd=2)直方图直方图使用离散化的方法对变量分组统计。hist(x,20箱型图箱形图（box-plot）又称为盒须图、盒式图或箱线图，是一种用作显示一组数据分散情况的统计图，因其形状如同箱子而得名。箱形图通过绘制连续型变量的五数总括，即最小值、下四分位数（第25百分位数）、中位数（第50百分位数）、上四分位数（第75百分位数）以及最大值，描述了连续型变量的分布信息。boxplot()函数的一般形式：boxplot(x,...,range=1.5,width=NULL,outline=TRUE)对1000个正态分布的随机变量绘制箱形图>fig<-boxplot(x,main="箱形图")>paras<-c("最小值","下四分位数","中位数", "上四分位数","最大值")>text(1.25,fig$stats,paras,pos=4)用圆圈标出的点为离群点的值。把第一四分位数记为Q1，第三四分位数记为Q3，如果一个数值x满足x<Q1–1.5(Q3–Q1)，或x>Q3+1.5（Q3–Q1），那么就被认为是离群点。箱型图箱形图（box-plot）又称为盒须图、盒式图或箱线图21THANKSTHANKS22第六章绘图与数据可视化第六章绘图与数据可视化23内容导航CONTENTS绘图参数基本图形与绘图函数其他自定义元素5.15.25.3描述性统计图5.4动态图形5.5内容导航CONTENTS绘图参数基本图形与绘图函数其他自定义24创建基础图形最基本的图形：散点图x<-1:20#x坐标y<-x^2#y坐标plot(x,y,main="y=x^2")使用type参数，改变绘图类型。例如：绘制点线图plot(x,y,main="y=x^2",type="b")

每次调用plot()，现有的图形窗口都会被新的图形替代。使用下面的命令可以打开新的图形窗口进行绘图。在Linux系统下，执行x11()；在Mac系统下，执行macintosh()；在Windows下，执行windows()。创建基础图形最基本的图形：散点图25内容导航CONTENTS绘图参数基本图形与绘图函数其他自定义元素5.15.25.3描述性统计图5.4动态图形5.5内容导航CONTENTS绘图参数基本图形与绘图函数其他自定义26符号和线条可以通过修改一些图形参数选项来自定义一幅图形的多个特征，如字体、颜色、坐标轴、和标题等。opar<-par(no.readonly=T)par(lty=2,pch=15) x<-1:20y<-x^2plot(x,y,type="b")par(opar)直接给plot函数设置绘图参数也能实现同样的效果，但只是对单幅图片生效。

plot(x,y,type="b",lty=2,pch=15)符号和线条可以通过修改一些图形参数选项来自定义一幅图形的多个27参数说明pch指定绘制点时使用的符号，参数数值及含义详见右图cex指定符号的大小。cex是一个数值，表示绘图符号相对于默认大小的缩放倍数。默认大小为1，1.5表示放大为默认值的1.5倍，0.5表示缩小为默认值的50%，等等lty指定线条类型，参数数值详见右图lwd指定线条宽度。lwd是以默认值的相对大小来表示的（默认值为1）。例如，lwd=2将生成一条两倍于默认宽度的线条符号和线条参数说明pch指定绘制点时使用的符号，参数数值及含义详见右图28色彩使用不同的颜色参数个性化图形各部位的色彩。可以选择通过颜色名称、十六进制的颜色值、RGB值或HSV值来指定颜色。col="white"、col="#FFFFFF"、col=rgb(1,1,1)和col=hsv(0,0,1)都是表示白色的等价方式。使用调色板中的颜色索引给col参数赋值也可以使用相应的色彩。默认调色板中的颜色向量为：>palette()[1]"black""red""green3""blue""cyan""magenta""yellow""gray"右边是常见的绘图函数颜色参数参数说明col绘图颜色col.axis坐标轴刻度颜色col.lab坐标轴名称颜色col.main图形标题颜色col.sub副标题颜色fg图形前景色bf图形背景色色彩使用不同的颜色参数个性化图形各部位的色彩。参数说明col29色彩使用调色板中颜色索引即可使用相应的颜色，例如：>pie(rep(1,length(pal)),labels=sprintf("%d(%s)",seq_along(pal),pal),col=pal)rainbow(n)函数可以从光谱色中均匀地选取n种颜色组成向量。>palette(rainbow(7))>pal<-palette()>pie(rep(1,length(pal)),labels=sprintf("%d(%s)",seq_along(pal),pal),col=pal)调色板恢复为默认>palette("default")色彩使用调色板中颜色索引即可使用相应的颜色，例如：30标签与标题文字x<-1:20y<-x^2plot(x,y,ann=FALSE,col="tomato")title(main="标题",col.main="red",sub="副标题",col.sub="brown",xlab="x坐标轴",ylab="y坐标轴",col.lab="navy",cex.main=2,cex.sub=1.25,font.sub=3)标签与标题文字x<-1:2031标签与标题文字设置外观与字体。

参数说明cex基础缩放倍数cex.axis坐标轴刻度的缩放倍数cex.lab坐标轴标题的缩放倍数cex.main图形标题的缩放倍数cex.sub图形副标题的缩放倍数font字体样式。1常规，2加粗，3加斜，4加粗加斜，5符号字体font.axis坐标轴刻度的字体样式font.lab/main/sub坐标轴名称/标题/副标题名称字体样式ps字体磅值。文字的最终大小为cex*psfamily字族。例如serif衬线,sans无衬线,mono等宽在表达式中。可以使用类似于Tex的句法来生成数学符号、运算、公式和希腊字母。标签与标题文字设置外观与字体。参数说明cex基础缩放倍32内容导航CONTENTS绘图参数基本图形与绘图函数其他自定义元素5.15.25.3描述性统计图5.4动态图形5.5内容导航CONTENTS绘图参数基本图形与绘图函数其他自定义33自定义坐标轴可以使用函数axis()来创建自定义的坐标轴，用以取代使用R中的默认坐标轴。其句法为：axis(side,at=,labels=,pos=,lty=,col=,las=,tck=,...)

参数说明side一个整数，表示在图形的哪边绘制坐标轴（1=下，2=左，3=上，4=右）at一个数值型向量，表示需要绘制刻度线的位置labels一个字符型向量，刻度线旁的标签，缺省时使用at中的值pos坐标轴与另一坐标轴相交位置的值lty线条类型col线条与刻度的颜色las标签平行于（=0）或垂直于（=2）坐标轴自定义坐标轴可以使用函数axis()来创建自定义的坐标轴，34添加次要刻度线>library(Hmisc)>x<-1:20>y<-x^2>plot(x,y,type="b",xlim=c(0,20),ylim=c(0,400))

>minor.tick(nx=5,ny=4,tick.ratio=0.5) 使用Hmisc包中的minor.tick()函数创建次要刻度线。添加次要刻度线>library(Hmisc)使用Hmisc35添加网格线>x<-1:20>y<-x^2>plot(x,y,type="b",xlim=c(0,20),ylim=c(0,400))>abline(v=seq(0,20,1),h=seq(0,400,20),lty=2,col="grey")abline()函数另一种常见的用法是，绘制参考线。

使用abline(a=,b=)的参数形式，则可画出截距与斜率分别为a和b的一条直线。使用abline()函数画网格线，v和h分别指定垂直和水平方向的网格线行为。添加网格线>x<-1:2036图例legend(location,legend,[title=,...])>leg.tex<-c("power","linear")>legend(x=0.5,y=385,leg.tex, col=c("black","blue"),pch=c(1,17),>text.col=c("black","red"),title="MyLegend")使用abline()函数画网格线，v和h分别指定垂直和水平方向的网格线行为。图例legend(location,legend,[t37标注>plot(1:20,(1:20)^2,main="exponential points",xlab="x",ylab="values")>text(10,200,expression(y==x^2), cex=1.2,col="blue")>for(sin1:4) mtext(paste("mtext(...,side=",s,")"), side=s,font=s)标注>plot(1:20,(1:20)^2,main38内容导航CONTENTS绘图函数基本图形与绘图函数其他自定义元素5.15.25.3描述性统计图5.4动态图形5.5内容导航CONTENTS绘图函数基本图形与绘图函数其他自定义39柱状图>data(Titanic)>mat<-apply(Titanic,4,sum);mat

NoYes1490711>barplot(mat,main="存活情况",names=c("遇难","存活"))barplot(height,width=1,space=NULL,names.arg=NULL,beside=FALSE,horiz=FALSE,density=NULL,angle=45,...)Titanic是R自带的一个数据集。变量名取值说明Class1st,2nd,3rd