9.7 图例

9.7.1 问题

你想用 ggplot2 修改图表中的图例。

9.7.2 方案

从带有默认选项的示例图开始：

  1. library(ggplot2)
  2. bp <- ggplot(data = PlantGrowth, aes(x = group, y = weight, 
  3.   fill = group)) + geom_boxplot()
  4. bp

9.7 图例 - 图1

9.7.2.1 去除图例

使用 guides(fill=FALSE), 用想要的颜色替代填充色.

你也可以用 theme() 移除图表中所有的图例。

  1. # 删除特定美学的图例（填充）
  2. bp + guides(fill = FALSE)

9.7 图例 - 图2

  1. # 在指定比例时也可以这样做
  2. bp + scale_fill_discrete(guide = FALSE)

9.7 图例 - 图3

  1. # 这将移除所有的图例
  2. bp + theme(legend.position = "none")

9.7 图例 - 图4

9.7.2.2 在图例中改变变量的顺序

这会将变量的顺序更改为 trt1，ctrl，trt2:

  1. bp + scale_fill_discrete(breaks = c("trt1", "ctrl", "trt2"))

9.7 图例 - 图5

根据指定颜色的方式，你可能必须使用不同的比例，如 scale_fill_manual(), scale_colour_hue(), scale_colour_manual(), scale_shape_discrete(), scale_linetype_discrete() 等。

9.7.2.3 反转图例中的条目顺序

反转图例顺序:

  1. # 这两种方式等同:
  2. bp + guides(fill = guide_legend(reverse = TRUE))

9.7 图例 - 图6

  1. bp + scale_fill_discrete(guide = guide_legend(reverse = TRUE))

9.7 图例 - 图7

  1. # 你也可以直接修改比例尺：
  2. bp + scale_fill_discrete(breaks = rev(levels(PlantGrowth$group)))

9.7 图例 - 图8

你可以使用不同的比例尺，如 scale_fill_manual(), scale_colour_hue(), scale_colour_manual(), scale_shape_discrete(), scale_linetype_discrete() 等，而不是 scale_fill_discrete()。

9.7.2.4 隐藏图例标题

这将隐藏图例标题:

  1. # 为了填充的图例移除标题
  2. bp + guides(fill = guide_legend(title = NULL))

9.7 图例 - 图9

  2. # 为了所有的图例移除标题
  3. bp + theme(legend.title = element_blank())

9.7 图例 - 图10

9.7.2.5 修改图例标题和标签的文字

有两种方法可以更改图例标题和标签。 第一种方法是告诉 scale 使用具有不同的标题和标签。 第二种方法是更改数据框，使因子具有所需的形式。

9.7.2.5.1 使用比例尺

图例可能由 fill, colour, linetype, shape 或其他因素所介导.

9.7.2.5.2 使用填充和颜色

因为图例中的变量 group 被映射到颜色 fill，所以必须使用 scale_fill_xxx，其中 xxx 是将 group 的每个因子级别映射到不同颜色的方法。 默认设置是在每个因子级别的色轮上使用不同的色调，但也可以手动指定每个级别的颜色。

  1. bp + scale_fill_discrete(name = "Experimental\nCondition")

9.7 图例 - 图11

  1. bp + scale_fill_discrete(name = "Experimental\nCondition", 
  2.   breaks = c("ctrl", "trt1", "trt2"), labels = c("Control", 
  3.     "Treatment 1", "Treatment 2"))

9.7 图例 - 图12

  1. # 使用手动刻度而不是色调
  2. bp + scale_fill_manual(values = c("#999999", "#E69F00", 
  3.   "#56B4E9"), name = "Experimental\nCondition", breaks = c("ctrl", 
  4.   "trt1", "trt2"), labels = c("Control", "Treatment 1", 
  5.   "Treatment 2"))

9.7 图例 - 图13

请注意，这并未更改 x 轴标签。 有关如何修改轴标签的信息，请参见坐标轴。

如果使用折线图，则可能需要使用 scale_colour_xxx() 或 scale_shape_xxx() 而不是 scale_fill_xxx()。 颜色映射到线条和点的颜色，而填充映射到区域填充的颜色。 形状映射到点的形状。

我们将在这里为线图使用不同的数据集，因为 PlantGrowth 数据集不适用于折线图。

  1. # 一个不同的数据集
  2. df1 <- data.frame(sex = factor(c("Female", "Female", "Male", 
  3.   "Male")), time = factor(c("Lunch", "Dinner", "Lunch", 
  4.   "Dinner"), levels = c("Lunch", "Dinner")), total_bill = c(13.53, 
  5.   16.81, 16.24, 17.42))
  7. # 基本的图表
  8. lp <- ggplot(data = df1, aes(x = time, y = total_bill, group = sex, 
  9.   shape = sex)) + geom_line() + geom_point()
  10. lp

9.7 图例 - 图14

  2. # 更改图例
  3. lp + scale_shape_discrete(name = "Payer", breaks = c("Female", 
  4.   "Male"), labels = c("Woman", "Man"))

9.7 图例 - 图15

如果你同时使用 colour 和 shape，它们都需要给出比例规格。 否则会有两个独立的图例。

  1. # 指定颜色和形状
  2. lp1 <- ggplot(data = df1, aes(x = time, y = total_bill, 
  3.   group = sex, shape = sex, colour = sex)) + geom_line() + 
  4.   geom_point()
  5. lp1

9.7 图例 - 图16

  2. # 如果你仅仅指定颜色，将会发生
  3. lp1 + scale_colour_discrete(name = "Payer", breaks = c("Female", 
  4.   "Male"), labels = c("Woman", "Man"))

9.7 图例 - 图17

  2. # 指定的颜色和形状
  3. lp1 + scale_colour_discrete(name = "Payer", breaks = c("Female", 
  4.   "Male"), labels = c("Woman", "Man")) + scale_shape_discrete(name = "Payer", 
  5.   breaks = c("Female", "Male"), labels = c("Woman", "Man"))

9.7 图例 - 图18

9.7.2.5.3 比例尺的种类

比例尺有很多种。 它们采用「scale_xxx_yyy」的形式。 以下是一些常用的 xxx 和 yyy 值：

xxx描述
colour线和点的颜色
fill填充区域的颜色 (比如：柱状图)
线条类型Solid/dashed/dotted lines
形状点的形状
大小Size of points
alpha不透明度/透明度
yyy描述
hue色轮的颜色相同
manual手动指定的值（例如，颜色，点形状，线型）
gradient颜色渐变
greyShades of grey
discrete不连续的值 (比如颜色，点的形状，线条类型，点的大小
continuous连续的值（透明度，颜色，点的大小）

9.7.2.6 更改数据框中的因子

更改图例标题和标签的另一种方法是直接修改数据框。

  1. pg <- PlantGrowth  # 把数据复制到新的数据框
  2. # 重命名列中的列和值
  3. levels(pg$group)[levels(pg$group) == "ctrl"] <- "Control"
  4. levels(pg$group)[levels(pg$group) == "trt1"] <- "Treatment 1"
  5. levels(pg$group)[levels(pg$group) == "trt2"] <- "Treatment 2"
  6. names(pg)[names(pg) == "group"] <- "Experimental Condition"
  8. # 查看最终结果的几行
  9. head(pg)
  10. #>   weight Experimental Condition
  11. #> 1   4.17                Control
  12. #> 2   5.58                Control
  13. #> 3   5.18                Control
  14. #> 4   6.11                Control
  15. #> 5   4.50                Control
  16. #> 6   4.61                Control
  18. # 画图
  19. ggplot(data = pg, aes(x = `Experimental Condition`, y = weight, 
  20.   fill = `Experimental Condition`)) + geom_boxplot()

9.7 图例 - 图19

图例标题“实验条件”很长，如果它被分成两行可能看起来更好，但是这种方法效果不好，因为你必须在列的名称中加上一个换行符。另一种方法，有尺度，通常是更好的方法。

另请注意使用反引号而不是引号。由于变量名中的空格，它们是必需的。

9.7.2.7 修改图例标题和标签的外观

  1. # 题目外观
  2. bp + theme(legend.title = element_text(colour = "blue", 
  3.   size = 16, face = "bold"))

9.7 图例 - 图20

  2. # 标签外观
  3. bp + theme(legend.text = element_text(colour = "blue", size = 16, 
  4.   face = "bold"))

9.7 图例 - 图21

9.7.2.8 修改图例框

默认情况下，图例周围没有框。 添加框并修改其属性:

  1. bp + theme(legend.background = element_rect())

9.7 图例 - 图22

  1. bp + theme(legend.background = element_rect(fill = "gray90", 
  2.   size = 0.5, linetype = "dotted"))

9.7 图例 - 图23

9.7.2.9 改变图例位置

将图例位置放在绘图区域外（左/右/上/下）:

  1. bp + theme(legend.position = "top")

9.7 图例 - 图24

也可以将图例定位在绘图区域内。 请注意，下面的数字位置是相对于整个区域的，包括标题和标签，而不仅仅是绘图区域。

  1. # 将图例放在图表中，其中 x，y 为 0, 0（左下角）到 1,
  2. # 1（右上角）
  3. bp + theme(legend.position = c(0.5, 0.5))

9.7 图例 - 图25

  2. # 设置图例的「锚点」（左下角为 0, 0; 右上角为 1, 1）
  3. # 将图例框的左下角放在图的左下角
  4. bp + theme(legend.justification = c(0, 0), legend.position = c(0, 
  5.   0))

9.7 图例 - 图26

  2. # 将图例框的右下角放在图表的右下角
  3. bp + theme(legend.justification = c(1, 0), legend.position = c(1, 
  4.   0))

9.7 图例 - 图27

9.7.2.10 隐藏在图例中的斜线

如果使用轮廓制作条形图（通过设置 color = “black”），它将通过图例中的颜色绘制斜线。 没有内置的方法来删除斜杠，但可以覆盖它们。

  1. # 没有边缘线
  2. ggplot(data = PlantGrowth, aes(x = group, fill = group)) + 
  3.   geom_bar()

9.7 图例 - 图28

  2. # 添加轮廓，但图例中会出现斜线
  3. ggplot(data = PlantGrowth, aes(x = group, fill = group)) + 
  4.   geom_bar(colour = "black")

9.7 图例 - 图29

  2. # 隐藏斜线：首先绘制没有轮廓的条形图并添加图例,
  3. # 然后用轮廓再次绘制条形图，但带有空白图例.
  4. ggplot(data = PlantGrowth, aes(x = group, fill = group)) + 
  5.   geom_bar() + geom_bar(colour = "black", show.legend = FALSE)

9.7 图例 - 图30

9.7.3 注意

更多信息，请阅读 ggplot2-图例属性。