R在数据科学中的应用，第2版

第 9 章 图层 分层

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导言

在第 1 章中，你学到的远不止如何制作散点图、条形图和方框图。你学到的基础知识可以用来用 ggplot2 绘制任何类型的图。

本章将在此基础上进一步学习图形的分层语法。首先，我们将深入了解美学映射、几何对象和切面。然后，您将了解 ggplot2 在创建图形时在引擎盖下进行的统计变换。这些变换用于计算要绘制的新值，例如条形图中条形的高度或方框图中的中位数。您还将了解位置调整，它可以修改绘图中的地物显示方式。最后，我们将简要介绍坐标系。

我们不会涵盖每一层的所有函数和选项，但我们会引导您了解 ggplot2 提供的最重要和最常用的功能，并向您介绍扩展 ggplot2 的软件包。

先决条件

本章重点介绍 ggplot2。要访问本章使用的数据集、帮助页面和函数，请运行以下代码加载 tidyverse：

library(tidyverse)

审美映射

"一幅画的最大价值在于，它迫使我们注意到我们从未想过要看到的东西"。约翰-图基

请记住，与 ggplot2 软件包捆绑在一起的mpg 数据框包含了 38 种车型的 234 个观测值。

mpg
#> # A tibble: 234 × 11
#>   manufacturer model displ  year   cyl trans      drv     cty   hwy fl   
#>   <chr>        <chr> <dbl> <int> <int> <chr>      <chr> <int> <int> <chr>
#> 1 audi         a4      1.8  1999     4 auto(l5)   f        18    29 p    
#> 2 audi         a4      1.8  1999     4 manual(m5) f        21    29 p    
#> 3 audi         a4      2    2008     4 manual(m6) f        20    31 p    
#> 4 audi         a4      2    2008     4 auto(av)   f        21    30 p    
#> 5 audi         a4      2.8  1999     6 auto(l5)   f        16    26 p    
#> 6 audi         a4      2.8  1999     6 manual(m5) f        18    26 p    
#> # … with 228 more rows, and 1 more variable: class <chr>

mpg 中的变量包括

displ

汽车的发动机排量，单位为升。一个数字变量。

hwy

汽车在高速公路上的燃油效率，单位为英里/加仑（mpg）。行驶相同距离时，燃油效率低的汽车比燃油效率高的汽车耗油更多。一个数值变量。

class

汽车类型。一个分类变量。

首先，让我们来直观地看一下displ 和hwy 之间的关系，对于不同的汽车classes。我们可以通过散点图来实现这一点，其中数字变量映射到x 和y 的审美观，分类变量映射到color 或shape 这样的审美观。

# Left
ggplot(mpg, aes(x = displ, y = hwy, color = class)) +
  geom_point()

# Right
ggplot(mpg, aes(x = displ, y = hwy, shape = class)) +
  geom_point()
#> Warning: The shape palette can deal with a maximum of 6 discrete values
#> because ...