R语言绘图篇(二)

1.散点图

library(base)
attach(mtcars)
plot(mtcars$wt,mtcars$mpg,
     main="Basic Scatter plot of MPG vs.Weight",
     xlab="Car Weight(lbs/100)",
     ylab="Miles Per Gallon",
     pch=19)
abline(lm(mtcars$mpg~mtcars$wt),col="red",lwd=2,lty=1)
lines(lowess(mtcars$wt,mtcars$mpg),col="blue",lwd=2,lty=2)
#lowess()函数用来添加一条平滑曲线,lowess()和loess(),loess是基于lowess()表达式版本的更新和更强大拟合函数
R语言绘图篇(二)_第1张图片

car中的scatterplot()函数可方便地绘制散点图,并添加拟合曲线、边界箱线图和置信椭圆,还可按子集绘图和交互式地识别点。

library(car)
scatterplot(mpg~wt|cyl,data=mtcars,lwd=2,
            main="Scatter Plot of MPG vs.Weight by # Cylinders",
            xlab="Weight of Car(lbs/1000)",
            ylab="Miles Per Gallon",
            legend.plot=TRUE,
            id.method="identify",
            labels=row.names(mtcars),
            boxplots="xy")
R语言绘图篇(二)_第2张图片

2.散点图矩阵

(1)pairs()函数可创建基础的散点图矩阵

pairs(~mpg+disp+drat+wt,data=mtcars,main="Basic Scatter Plot Matrix")
R语言绘图篇(二)_第3张图片

pairs(~mpg+disp+drat+wt,data=mtcars,main="Basic Scatter Plot Matrix",upper.panel=NULL)
R语言绘图篇(二)_第4张图片


(2)car包中的scatterplotMatrix()函数也可生成散点图矩阵

scatterplotMatrix()函数创建的散点图矩阵,主对角线上有核密度曲线和轴须图,其余图形都含有线性和平滑拟合曲线

可进行如下操作:
以某个因子为条件绘制散点图矩阵;
包含线性和平滑拟合曲线;
在主对角线放置箱线图、密度图或者直方图;
在各单元格的边界添加轴须图。

library(car)
scatterplotMatrix(~mpg+disp+drat+wt,data=mtcars,spread=FALSE,lty.smooth=2,main="Scatter Plot Matrix via car Packages")
R语言绘图篇(二)_第5张图片


library(car)
scatterplotMatrix(~mpg+disp+drat+wt|cyl,data=mtcars,spread=FALSE,diagonal="histogram",main="Scatter Plot Matrix via car Package")
R语言绘图篇(二)_第6张图片

(3)gclus包中的cpairs()函数

提供一个有趣的散点图矩阵变种,含有可能重排矩阵中变量位置的选项,可让相关性更高的变量更靠近主对角线,还可对各单元格进行颜色编码来展示变量间的相关性大小。

install.packages("gclus")
library(gclus)
mydata<-mtcars[c(1,3,5,6)]
mydata.corr<-abs
mycolors<-dmat.color(mydata.corr)
myorder<-order.single(mydata.corr)
cpairs(mydata,myorder,panel.colors=mycolors,gap=5,main="Variable Ordered and Colored by Correlation")
R语言绘图篇(二)_第7张图片


由结果可知,相关性最高的变量是车重与排量,以及每加仑英里数与车重(标为红色,且离主对角线最近);

相关性最低的是后轴比与每加仑英里数(标注为黄色,且离主对角线很远)。

3.高密度散点图

set.seed(1234)
n<-10000
c1<-matrix(rnorm(n,mean=0,sd=.5),ncol=2)
c2<-matrix(rnorm(n,mean=3,sd=2),ncol=2)
mydata<-rbind(c1,c2)
mydata<-as.data.frame(mydata)
names(mydata)<-c("x","y")
with(mydata,plot(x,y,pch=19,main="Scatter Plot with 10,000 observation"))
R语言绘图篇(二)_第8张图片

with(mydata,smoothScatter(x,y,main="Scatterplot Colored by Smoothed Densities"))

R语言绘图篇(二)_第9张图片

hexbin包中的hexbin()函数将二元变量的封箱放到六边形单元格中

install.packages("hexbin")
library(hexbin)
with(mydata,{bin<-hexbin(x,y,xbins=50)
             plot(bin,main="Hexagonal Binning with 10,000 Observations")})

R语言绘图篇(二)_第10张图片


IDPmisc包中的iplot()函数可通过颜色来展示点的密度(在某特定点上数据点的数目)

with(mydata,iplot(x,y,main="Image Scatter Plot with Color Indicating Density"))


R语言绘图篇(二)_第11张图片

4.三维散点图

对三个变量的交互关系进行可视化  可用scatterplot3d中的scatterplot3d()函数来绘制它们的关系

install.packages("scatterplot3d")
library(scatterplot3d)
attach(mtcars)
scatterplot3d(mtcars$wt,mtcars$disp,mtcars$mpg,
              main="Basic 3D Scatter Plot")
R语言绘图篇(二)_第12张图片

library(scatterplot3d)
attach(mtcars)
scatterplot3d(mtcars$wt,mtcars$disp,mtcars$mpg,
              pch=16,
              highlight.3d=TRUE,
              type="h",
              main="Basic 3D Scatter Plot")
R语言绘图篇(二)_第13张图片

s3d<-scatterplot3d(mtcars$wt,mtcars$disp,mtcars$mpg,
              pch=16,
              highlight.3d=TRUE,
              type="h",
              main="Basic 3D Scatter Plot")
fit<-lm(mtcars$mpg~mtcars$wt+mtcars$disp)
s3d$plane3d(fit)
R语言绘图篇(二)_第14张图片
旋转三维散点图

rgl包中的plot3d()函数创建可交互的三维散点图

install.packages("rgl")
library(rgl)
attach(mtcars)
plot3d(mtcars$wt,mtcars$disp,mtcars$mpg,col="red",size=5)
R语言绘图篇(二)_第15张图片

可通过鼠标旋转坐标轴


install.packages("Rcmdr")
library(Rcmdr)
attach(mtcars)
scatter3d(mtcars$wt,mtcars$disp,mtcars$mpg)
scatter3d()函数可包含各种回归曲面,比如线性、二次、平滑和附加等类型。

5.气泡图

思想:创建一个二维散点图,然后用点的大小来代表第三个变量的值。

可用symbols()函数来创建气泡图

attach(mtcars)
r<-sqrt(disp/pi)
symbols(mtcars$wt,mtcars$mpg,circler=r,inches=0.30,
        fg="white",bg="lightblue",
        main="Bubble Plot with point size proportional to displacement",
        xlab="Weigt of Car(lbs/1000)",ylab="Miles Per Gallon")
text(wt,mpg,rownames(mtcars),cex=0.6)
detach(mtcars)

6.折线图

刻画变动的优秀工具

创建散点图和折线图
opar<-par(no.readonly=TRUE)
par(mfrow=c(1,2))
t1<-subset(Orange,Tree==1)
plot(t1$age,t1$circumstance,
     xlab="Age(days)",
     ylab="Circmference(mm)",
     main="Orange Tree 1 Growth")
plot(t1$age,t1$circumstance,
     xlab="Age(days)",
     ylab="Circmference(mm)",
     main="Orange Tree 1 Growth",
     type="b")

R语言绘图篇(二)_第16张图片
拆线图类型
类型 图形外形
p 只有点
l 只有线
o 实心点和线(即线覆盖在点上)
b、c 线连接点(c时不绘制点)
s、S 阶梯线
h 直方图式的垂直线
n 不生成任何点和线(通常用来为后面的命令创建坐标)

plot()和lines()函数工作原理不同,plot()被调用时即创建一幅新图,而lines()函数则是在已存在的图形上添加信息,并不能自己生成图形。
Orange$Tree<-as.numeric(Orange$Tree)
ntrees<-max(Orange$Tree)
xrange<-range(Orange$age)
yrange<-range(Orange$circumference)

plot(xrange,yrange,
     type="n",
     xlab="Age(days)",
     ylab="Circumstance(mm)")
colors<-rainbow(ntrees)
linetype<-c(1:ntrees)
plotchar<-seq(18,18+ntrees,1)
for(i in 1:ntrees){
  tree<-subset(Orange,Tree==i)
  lines(tree$age,tree$circumference,
        type="b",
        lwd=2,
        lty=linetype[i],
        col=colors[i],
        pch=plotchar[i]
    )
}
title("Tree Growth","example of line plot")
legend(xrange[1],yrange[2],
       1:ntrees,
       cex=.8,
       col=colors,
       pch=plotchar,
       lty=linetype,
       title="Tree")

R语言绘图篇(二)_第17张图片

7.相关图

install.packages("seriation")
library(corrgram)
corrgram(mtcars,ordr=TRUE,lower.panel=panel.shade,
         upper.panel=panel.pie,text.panel=panel.txt,
         main="Correlogram of mtcars intercorrelations")
R语言绘图篇(二)_第18张图片

默认地,蓝色和和从左下指向右上的斜杠表示单元格中的两个变量呈正相关;反过来,绝色和从左上指向右下的斜杠表示变量呈负相关。色彩越深,饱和度越高,说明变量相关性越大。

上三角单元格用饼图显示了相同的信息,颜色同上,但相关性大小由被填充的饼图块的大小来展示。正相关从12点钟处开始顺时针填充饼图,而负相关则是逆时针方向填充饼图。


corrgram()函数的panel选项

位置 面板选项 描述
非对角线 panel.pie 用饼图的填充比例来表示相关性大小 

panel.shade 用阴影的深度来表示相关性的大小

panel.ellipse 绘制置信椭圆和平滑拟合曲线

panel.pts 绘制散点图
主对角线 panel.minmax 输出变量的最大最小值

panel.txt 变量的名字
corrgram(mtcars,ordr=TRUE,lower.panel=panel.shade,
         upper.panel=NULL,text.panel=panel.txt,
         main="Correlogram of mtcars intercorrelations")

R语言绘图篇(二)_第19张图片

8.马赛克图

·当变量是类别变量时,且数目多于三个的时候,可使用马赛克图。马赛克图中,嵌套矩阵面积正比于单元格频率,其中该频率即多维列联表中的频率。颜色和阴影可表示拟合模型的残差值。

vcd包中的mosaic()函数可以绘制马赛克图

base包中的mosaicplot()也可绘制马赛克图。

以 base中的Titanic数据集为例

ftable(Titanic)
library(vcd)
mosaic(Titanic,shade=TRUE,legend=TRUE)
R语言绘图篇(二)_第20张图片



































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