r - position_dodge 中的宽度参数是什么？

Question

The documentation没有解释这究竟是什么width争论

它指定了谁的宽度？

什么是“单位”？

默认值是多少？

默认值为 width = NULL ，但反复试验表明 width = 0.9似乎产生了默认效果(见后记)。然而， I couldn't find where such default value is set in ggplot2 source code .因此，

你能解释一下 ggplot2 中默认闪避是如何实现的吗？代码？

问题的精神是让 ggplot2用户寻找合适的 width没有反复试验的值(value)。
PS:

ggplot(data = df) +
  geom_bar(aes(x, y, fill = factor(group)), 
           position = position_dodge(), stat = "identity")

ggplot(data = df) +
  geom_bar(aes(x, y, fill = factor(group)), 
           position = position_dodge(0.9), stat = "identity")

Answer 1

我将首先对您的三个主要问题作出非常简短的回答。然后我通过几个例子来更彻底地说明答案。

它指定了谁的宽度？geom的宽度要躲避的元素。

什么是“单位”？
要躲避的元素的数据单位的实际或虚拟宽度。

默认值是多少？
如果不设置闪避width明确，但依赖于默认值，position_dodge(width = NULL) (或只是 position = "dodge" )，使用的减淡宽度是要减淡的元素的数据单位的实际宽度。

我相信你的第四个问题对 SO 来说太宽泛了。请引用 collide 的代码和 dodge 并且，如果需要，提出一个新的、更具体的问题。

基于元素的闪避宽度(连同其原始水平位置和堆叠元素的数量)、每个元素的新中心位置( x )和新宽度( xmin 、 xmax 位置)被计算。元素水平移动的距离刚好足以不与相邻元素重叠。显然，宽元素需要比窄元素移动更多，以避免重叠。
为了获得更好的一般躲避感觉和 width的使用特别是论证，我展示了一些例子。我们从一个简单的闪避条形图开始，默认闪避；我们可以使用 position = "dodge"或更明确的 position = position_dodge(width = NULL)

# some toy data
df <- data.frame(x = 1,
                 y = 1,
                 grp = c("A", "B"))

p <- ggplot(data = df, aes(x = x, y = y, fill = grp)) + theme_minimal()
p + geom_bar(stat = "identity",
             position = "dodge")
           # which is the same as:
           # position = position_dodge(width = NULL))

所以 (1) 谁是 width是在 position_dodge (2) 单位是什么？
在 ?position_dodge我们可以读到:

width: Dodging width, when different to the width of the individual elements

因此，如果我们使用默认值 width ，即 NULL ，闪避计算基于单个元素的宽度。
因此，对于您的第一个问题“它指定了谁的宽度？”的简单回答是:单个元素的宽度。
但是我们当然想知道，“单个元素的宽度”是多少？让我们从酒吧开始。来自 ?geom_bar :

width: Bar width. By default, set to 90% of the resolution of the data

一个新问题出现了:什么是分辨率？我们查一下 ?ggplot2::resolution :

The resolution is is the smallest non-zero distance between adjacent values. If there is only one unique value [like in our example], then the resolution is defined to be one.

我们试着:

resolution(df$x)
# [1] 1

因此，本例中的默认条宽为 0.9 * 1 = 0.9我们可以通过查看数据 ggplot 来检查这一点。用于使用 ggplot_build 渲染图上的条形图.我们创建一个带有堆叠条形图的绘图对象，条形为默认宽度。

p2 <- p +
  geom_bar(stat = "identity",
           position = "stack")

对象中的相关槽是 $data ，这是一个列表，图中的每一层都有一个元素，其顺序与它们在代码中出现的顺序相同。在这个例子中，我们只有一层，即 geom_bar ，让我们看看第一个槽:

ggplot_build(p2)$data[[1]]

#      fill x y label PANEL group ymin ymax xmin xmax colour size linetype alpha
# 1 #F8766D 1 1     A     1     1    0    1 0.55 1.45     NA  0.5        1    NA
# 2 #00BFC4 1 2     B     1     2    1    2 0.55 1.45     NA  0.5        1    NA

每行包含用于“绘制”单个条形的数据。如您所见，条形的宽度均为 0.9 ( xmax - xmin = 0.9 )。因此，用于计算新躲避位置和宽度的堆叠条的宽度为 0.9 .

在前面的示例中，我们使用了默认条宽以及默认减淡宽度。现在让我们使条形比上面的默认宽度 (0.9) 稍宽。使用 width参数在 geom_bar将(堆叠的)条形宽度显式设置为例如 1。我们尝试使用与上述相同的减淡宽度( position_dodge(width = 0.9) )。因此，虽然我们已将实际条宽设置为 1，但进行减淡计算时，就好像条宽为 0.9 一样。让我们看看发生了什么:

p +
  geom_bar(stat = "identity", width = 1, position = position_dodge(width = 0.9), alpha = 0.8)
p

条形重叠，因为 ggplot 水平移动条形，好像它们的(堆叠)宽度为 0.9(设置在 position_dodge 中)，而实际上条形的宽度为 1(设置在 geom_bar 中)。
如果我们使用默认的闪避值，条形会根据设置的条形宽度准确地水平移动:

p +
  geom_bar(stat = "identity", width = 1, position = "dodge", alpha = 0.8)
                                   # or: position = position_dodge(width = NULL)

接下来，我们尝试使用 geom_text 在我们的绘图中添加一些文本。 .我们从默认闪避开始 width (即 position_dodge(width = NULL) )，即闪避基于默认元素大小。

p <- ggplot(data = df, aes(x = x, y = y, fill = grp, label = grp)) + theme_minimal()
p2 <- p +
  geom_bar(stat = "identity", position = position_dodge(width = NULL)) +
  geom_text(size = 10, position = position_dodge(width = NULL))
                  # or position = "dodge"    

p2
# Warning message:
#  Width not defined. Set with `position_dodge(width = ?)`

躲避文本失败。警告信息呢？ “宽度未定义？”。有点神秘。我们需要查阅 ?geom_text 的详细信息部分:

Note the the "width" and "height" of a text element are 0,so stacking and dodging text will not work by default,[...]Obviously, labels do have height and width, but they are physical units, not data units.

所以对于 geom_text ，单个元素的宽度为零。这也是您的第二个问题的第一个“官方 ggplot 引用”: width单位以数据单位为单位 .
让我们看看用于在绘图上呈现文本元素的数据:

ggplot_build(p3)$data[[2]]
#       fill x y label PANEL group xmin xmax ymax colour size angle hjust vjust alpha family fontface lineheight
# 1 #F8766D 1 1     A     1     1    1    1    1  black   10     0   0.5   0.5    NA               1        1.2
# 2 #00BFC4 1 1     B     1     2    1    1    1  black   10     0   0.5   0.5    NA               1        1.2

确实， xmin == xmax ;因此，以数据为单位的文本元素的宽度为零。
如何正确躲避宽度为零的文本元素？来自 ?geom_text 中的示例:

ggplot2 doesn't know you want to give the labels the same virtual width as the bars [...] So tell it:

因此，为了让 dodge 对 geom_text 使用相同的宽度元素至于 geom_bar当计算新位置时，我们需要将文本元素的“以数据单位为单位的虚拟躲避宽度”设置为与条形相同的宽度。我们使用 width position_dodge 的论据将文本元素的虚拟宽度设置为 0.9(即上例中的条宽):

p2 <- p +
  geom_bar(stat = "identity", position = position_dodge(width = NULL)) +
  geom_text(position = position_dodge(width = 0.9), size = 10)

检查用于渲染的数据 geom_text :

ggplot_build(p2)$data[[2]]
#      fill     x y label PANEL group xmin xmax ymax colour size angle hjust vjust alpha family fontface lineheight
# 1 #F8766D 0.775 1     A     1     1 0.55 1.00    1  black   10     0   0.5   0.5    NA               1        1.2
# 2 #00BFC4 1.225 1     B     1     2 1.00 1.45    1  black   10     0   0.5   0.5    NA               1        1.2

现在文本元素的宽度以数据单位表示: xmax - xmin = 0.9 ，即与条形相同的宽度。因此，现在将进行减淡计算，就好像文本元素具有特定宽度，此处为 0.9。渲染图:

p2

文字躲避正确!

与文本类似，点( geom_point )和误差线(例如 geom_errorbar )的数据单位宽度为零。因此，如果您需要躲避此类元素，则需要指定相关的虚拟宽度，然后基于该虚拟宽度进行闪避计算。见例如 ?geom_errorbar 的示例部分:

If you want to dodge bars and errorbars, you need to manually specify the dodge width [...] Because the bars and errorbars have different widths we need to specify how wide the objects we are dodging are

这是一个在连续尺度上具有多个 x 值的示例:

df <- data.frame(x = rep(c(10, 20, 50), each = 2),
                 y = 1,
                 grp = c("A", "B"))

假设我们希望创建一个躲避条形图，每个条形上方都有一些文本。首先，仅使用默认的躲避宽度检查条形图:

p <- ggplot(data = df, aes(x = x, y = y, fill = grp, label = grp)) + theme_minimal()

p + 
  geom_bar(stat = "identity", position = position_dodge(width = NULL))
                         # or position = "dodge"

它按预期工作。然后，添加文本。我们尝试将文本元素的虚拟宽度设置为与上例中条的宽度相同，即我们“猜测”条的宽度仍然为 0.9，并且我们需要躲避文本元素，好像它们的宽度也为 0.9:

p +
  geom_bar(stat = "identity", position = "dodge") +
  geom_text(position = position_dodge(width = 0.9), size = 10)

显然，条形的躲避计算现在基于与 0.9 不同的宽度，将文本元素的虚拟宽度设置为 0.9 是一个错误的猜测。那么这里的条宽是多少？同样，条宽是“[b]y 默认值，设置为数据分辨率的 90%”。检查分辨率:

resolution(df$x)
# [1] 10

因此，计算新的躲避位置的(默认堆叠)条的宽度现在是 0.9 * 10 = 9 .因此，要躲避条形及其相应的“手拉手”文本，我们还需要将文本元素的虚拟宽度设置为 9:

p +
  geom_bar(stat = "identity", position = "dodge") +
  geom_text(position = position_dodge(width = 9), size = 10)

在我们的最后一个示例中，我们有一个分类 x 轴，只是上面 x 值的“因子版本”。

df <- data.frame(x = factor(rep(c(10, 20, 50), each = 2)),
                 y = 1,
                 grp = c("A", "B"))

在 R 中，因子在内部是一组具有“级别”属性的整数代码。来自 ?resolution :

If x is an integer vector, then it is assumed to represent a discrete variable, and the resolution is 1.

现在，我们知道当 resolution为 1，条形的默认宽度为 0.9。因此，在分类 x 轴上， geom_bar 的默认宽度是0.9，我们需要设置闪避 width为 geom_text因此:

ggplot(data = df, aes(x = x, y = y, fill = grp, label = grp)) +
  theme_minimal() +
  geom_bar(stat = "identity", position = "dodge") +
  # or: position = position_dodge(width = NULL)
  # or: position = position_dodge(width = 0.9)
  geom_text(position = position_dodge(width = 0.9), size = 10)