9. 位置

一幅图有两个位置标度，即指定水平位置的 X 轴和指定竖直位置的 Y 轴。

针对不同的数据类型，标度函数又可以分为连续型、离散型和日期标度。

9.1 连续型

连续型位置标度主要是 scale_x_continuous() 和 scale_y_continuous()。用于将连续型数据映射到 X 和 Y 轴。

每个连续型标度函数都接受一个 trans 参数，用于对输入的数据进行变换后绘图。

内置的转换函数包括：

"asn",        "atanh",       "boxcox", 
"date",       "exp",         "hms", 
"identity",   "log",         "log10", 
"log1p",      "log2",        "logit", 
"modulus",    "probability", "probit", 
"pseudo_log", "reciprocal",  "reverse", 
"sqrt"        "time"

一些常用的转换函数会有对应的简便写法，如

scale_x/y_log10()
scale_x/y_reverse() 
scale_x/y_sqrt()

即 scale_x_log10() 和 scale_x_continuous(trans = "log10") 是等价的

当然，我们可以先对数据进行转换，然后再绘制图片。这样可以更好地自定义自己的转换方式

例如下面这个例子

p1 <- ggplot(diamonds, aes(log10(carat), log10(price))) +
  geom_point()

p2 <- ggplot(diamonds, aes(carat, price)) +
  geom_point() +
  scale_x_log10() +
  scale_y_log10()

plot_grid(p1, p2, labels = LETTERS[1:2])

可以看到，在绘图前后变换的数据主体是完全相同的，但是坐标轴的刻度却不一样。这将在后面的坐标系调整中进行说明

数据转换

p1 <- ggplot(mpg, aes(displ, hwy)) +
  geom_point()

p2 <- p1 + scale_y_log10()

p3 <- p1 + scale_y_sqrt()

p4 <- p1 + scale_y_reverse()

plot_grid(p1, p2, p3, p4,
          labels = LETTERS[1:4], ncol = 2)

也可以使用 scales 包定义的转换函数

p1 + scale_y_continuous(trans = scales::reciprocal_trans())

对数据进行分箱

p1 <- ggplot(mpg, aes(displ, hwy)) +
  geom_point()

p2 <- p1 + scale_x_continuous(
  breaks = c(2, 4, 6),
  label = c("two", "four", "six")
)

plot_grid(p1, p2, labels = LETTERS[1:2])

使用 scales 包中的函数为轴标签设置格式

df <- data.frame(
  x = rnorm(10) * 100000,
  y = seq(0, 1, length.out = 10)
)
p2 <- ggplot(df, aes(x, y)) + geom_point()

p3 <- p2 + scale_y_continuous(labels = scales::percent)

p4 <- p2 + scale_y_continuous(labels = scales::dollar)

p5 <- p2 + scale_x_continuous(labels = scales::comma)

plot_grid(p2, p3, p4, p5,
          labels = LETTERS[1:4], ncol = 2)

9.2 离散型

scale_x_discrete() 和 scale_y_discrete() 两个函数用于将离散型数据映射到坐标轴上。

d <- ggplot(subset(diamonds, carat > 1), aes(cut, clarity)) +
  geom_jitter()

# 重置 X 轴的标签映射
p2 <- d + scale_x_discrete("Cut", labels = c("Fair" = "F","Good" = "G",
                                       "Very Good" = "VG","Perfect" = "P","Ideal" = "I"))

p3 <- d + scale_x_discrete(limits = c("Fair","Ideal"))

p4 <- d + xlim("Fair","Ideal", "Good") + ylim("I1", "IF")

plot_grid(d, p2, p3, p4, labels = LETTERS[1:4], nrow = 2)

对标签进行重排

p1 <- ggplot(mpg, aes(manufacturer, cty)) + geom_point()

p2 <- ggplot(mpg, aes(reorder(manufacturer, cty), cty)) + geom_point()

p3 <- ggplot(mpg, aes(reorder(manufacturer, displ), cty)) + geom_point()

p4 <- ggplot(mpg, aes(reorder(manufacturer, displ), cty)) +
  geom_point() +
  scale_x_discrete(labels = abbreviate)

plot_grid(d, p2, p3, p4, labels = LETTERS[1:4], nrow = 2)

在 D 图中，我们使用 abbreviate 函数将 X 轴的标签设置为简写

9.3 日期和时间

虽然日期和时间也是连续型的，但是在标注坐标轴时还是有些不一样的。

共支持三种类型的时间日期，其中 scale_*_date 处理 Date 类型，scale_*_datetime 用于处理 POSIXct 类型的时间，scale_*_time 用于处理 hms 类型的时间

这些函数主要有三个特殊的参数

• date_breaks：一个字符串，用于设置时间间隔。如 "2 weeks" 或 "10 years"。

如果同时指定 break 和 date_breaks，则以 date_breaks 为准

• date_labels：一个字符串，为 labels 提供格式化规范。

如果同时指定了 label 和 date_labels，则以 date_labels 为准

常用的数据格式编码有：

更详细的格式介绍可以参考：

https://rdrr.io/r/base/strptime.html

• date_minor_breaks：一个字符串，给出次要标签之间的时间间距。如 "2 weeks" 或 "10 years"。

如果同时指定了 minor_breaks 和 date_minor_breaks，则以 date_minor_breaks 为准。

对于如下例子

last_month <- Sys.Date() - 0:29
df <- data.frame(
  date = last_month,
  price = runif(30)
)
base <- ggplot(df, aes(date, price)) +
  geom_line()

设置格式

p1 <- p + scale_x_date(date_labels = "%b %d")

p2 <- p + scale_x_date(date_breaks = "1 week", date_labels = "%W")

p3 <- p + scale_x_date(date_minor_breaks = "1 day")
# 限制范围
p4 <- p + scale_x_date(limits = c(Sys.Date() - 7, NA))

plot_grid(p1, p2, p3, p4, labels = LETTERS[1:4], nrow = 2)

注意：在这里会有一个问题，就是英文月份无法显示。那该如何设置呢？

首先，尝试使用如下命令来设置

Sys.setlocale("LC_TIME", "English")

如果在运行该命令时报出如下错误

> Sys.setlocale("LC_TIME", "English")
[1] ""
Warning message:
In Sys.setlocale("LC_TIME", "English") :
操作系统报告说无法执行将本地化设成"English"的请求

这个问题的原因可能是系统语言的问题，网上有人推荐说更改系统语言。但是这样改很麻烦，所以我尝试了如下代码

Sys.setlocale("LC_TIME", "C")

再次运行，已经解决了该问题了。不需要更改系统语言