r - ggplot2:使用图例制作多行+功能区

Question

我想在 ggplot2 中绘制一个图

多行，

每个都有一个环绕的丝带，

用户指定颜色，

并带有显示线条颜色和色带颜色的图例。

(向下滚动以查看几乎实现我所寻求的情节的示例。)
我看过相关的问题，但没有一个问题能一起解决所有这些问题，我在网上找了一些例子，但找不到这样的例子。我是 ggplot2 的新手，因此对这样一个基本问题表示歉意，但也许您的回答也会对其他人有所帮助。
这是一个非常不雅的完整示例，试图拼凑出几乎可以实现我想要的图形。我已经尝试过使用宽格式数据和长格式数据。 (是的，我使用 = 而不是 <- ，我不使用很多推荐的空格，但这些是单独的问题...... :-)

# Housekeeping:
graphics.off()
library("ggplot2")
library("tidyr") # for pivot_longer()

# Set up data:
set.seed(47405)
x = 1:10
y1 = 1 + 0.1*x + rnorm(length(x),0,0.2)  # line 1
y2 = 2 + 0.2*x + rnorm(length(x),0,0.2)  # line 2
y1lo = y1 - 0.2  # ribbon 1 low
y1hi = y1 + 0.2  # ribbon 1 high
y2lo = y2 - 0.3  # ribbon 2 low
y2hi = y2 + 0.3  # ribbon 2 high

# Wide format data frame:
wideDF = data.frame( x=x , 
                     y1lo=y1lo , y1=y1 , y1hi=y1hi ,
                     y2lo=y2lo , y2=y2 , y2hi=y2hi )

# Long format data frame:
longDF = pivot_longer( wideDF , cols=!x , names_to="line" , values_to="y" )
longDF$fill = NA
longDF$fill[grep( "1" , longDF$line  )] = "y1"
longDF$fill[grep( "2" , longDF$line  )] = "y2"

使用宽格式但没有图例的不雅方式:

ggplot( wideDF , aes(x=x) ) +
  geom_ribbon( aes( ymin=y1lo , ymax=y1hi ) , fill="pink" , alpha=0.5 ) +
  geom_line( aes( y=y1 ) , col="red" ) +
  geom_ribbon( aes( ymin=y2lo , ymax=y2hi ) , fill="lightblue" , alpha=0.5 ) +
  geom_line( aes( y=y2 ) , col="blue" ) +
  labs( title="Using WIDE data frame" , y="Y label" , x="X label" ) +
  geom_text( x = max(wideDF$x) , 
             y = wideDF$y1[wideDF$x==max(wideDF$x)] ,
             hjust = 1 , vjust = -0.5 , 
             label="Y1" , color = "red" ) +
  geom_text( x = max(wideDF$x) , 
             y = wideDF$y2[wideDF$x==max(wideDF$x)] , 
             hjust = 1 , vjust = -0.5 , 
             label="Y2" , color = "blue" )

使用长格式的不优雅方式，仍然没有图例:

ggplot( ) + 
  xlim(range(longDF$x)) + ylim(range(longDF$y)) +
  geom_ribbon( aes( x=longDF$x[longDF$line=="y1"] ,
                    ymin=longDF$y[longDF$line=="y1lo"] ,
                    ymax=longDF$y[longDF$line=="y1hi"] ), 
               fill="pink" , alpha=0.5  ) +
  geom_line( aes( x=longDF$x[longDF$line=="y1"] ,
                  y=longDF$y[longDF$line=="y1"] ) ,
             color="red" ) +
  geom_ribbon( aes( x=longDF$x[longDF$line=="y2"] ,
                    ymin=longDF$y[longDF$line=="y2lo"] ,
                    ymax=longDF$y[longDF$line=="y2hi"] ), 
               fill="lightblue" , alpha=0.5  ) +
  geom_line( aes( x=longDF$x[longDF$line=="y2"] ,
                  y=longDF$y[longDF$line=="y2"] ) ,
             color="blue" ) +
  labs( title="Using LONG data frame" , y="Y label" , x="X label" ) +
  geom_text( aes(
             x = max(longDF$x) , 
             y = longDF$y[longDF$x==max(longDF$x) & longDF$line=="y1"] ) ,
             hjust = 1 , vjust = -0.5 , 
             label="Y1" , color = "red" ) +
  geom_text( aes( x = max(longDF$x) ,
             y = longDF$y[longDF$x==max(longDF$x) & longDF$line=="y2"] ) ,
             hjust = 1 , vjust = -0.5 ,
             label="Y2" , color = "blue" )

所以，我的问题:

如何有效地编码多个线+带图？上面的代码非常不优雅，而且我显然缺少关于 aes() 的基本概念。和 data=在 ggplot2 中。答案不仅显示代码，还简要解释了 aes() 的情况会很棒。

如何在这些图中添加图例？ (当然，对于图例，不需要上面示例中的 geom_text() 元素。)

对于 ggplot 中的多行 + 带状图，使用宽格式或长格式数据框更有用吗？

谢谢!

Answer 1

也许这就是你正在寻找的......

一般类(class):如果你想要一个图例，你必须在美学上映射一些东西，即输入 color和/或 fill内aes()

您的宽数据集和长数据集都不适合轻松绘图。相反，从你的长 df 开始，我首先去掉你行列中的数字并使数据集更宽，所以我们只有 y , ymin , ymax (这样做之后，我们最终得到了整洁的数据，因为 1 和 2 是一个变量的类别，而 y、ymin、ymax 是不同的变量)。这允许我们仅使用两个几何层来设置您的绘图。此外，我们不必使用复杂且容易出错的代码，如 longDF$x[longDF$line=="y2"]获得我们喜欢绘制的值。

对于文本标签，我使用 group_by(longDF1, fill) %>% top_n(1, x)作为数据，它只是为每一行选择具有最高 x 值的行。

最后，为了获得正确的颜色，请通过 scale_xxx_manual 设置它们

library(dplyr)
library("ggplot2")
library("tidyr") # for pivot_longer()

# Set up data:
set.seed(47405)
x = 1:10
y1 = 1 + 0.1*x + rnorm(length(x),0,0.2)  # line 1
y2 = 2 + 0.2*x + rnorm(length(x),0,0.2)  # line 2
y1lo = y1 - 0.2  # ribbon 1 low
y1hi = y1 + 0.2  # ribbon 1 high
y2lo = y2 - 0.3  # ribbon 2 low
y2hi = y2 + 0.3  # ribbon 2 high

# Wide format data frame:
wideDF = data.frame( x=x , 
                     y1lo=y1lo , y1=y1 , y1hi=y1hi ,
                     y2lo=y2lo , y2=y2 , y2hi=y2hi )

# Long format data frame:
longDF = pivot_longer( wideDF , cols=!x , names_to="line" , values_to="y" )
longDF$fill = NA
longDF$fill[grep( "1" , longDF$line  )] = "y1"
longDF$fill[grep( "2" , longDF$line  )] = "y2"

longDF1 <- longDF %>% 
  mutate(line = gsub("\\d", "", line)) %>% 
  pivot_wider(id_cols = c(x, fill), names_from = line, values_from = y)

ggplot(longDF1) +
  geom_ribbon(aes(x=x, ymin=ylo, ymax=yhi, fill = fill), alpha=0.5) +
  geom_line(aes(x=x, y=y, color = fill)) +
  labs( title="Using LONG data frame" , y="Y label" , x="X label" ) +
  geom_text(data = group_by(longDF1, fill) %>% top_n(1, x), 
            aes(x = x, y = y, label = toupper(fill), color = fill), 
            hjust = 1 , vjust = -0.5, show.legend = FALSE) +
  scale_color_manual(values = c(y1 = "red", y2 = "blue")) + 
  scale_fill_manual(values = c(y1 = "pink", y2 = "lightblue"))