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R语言数据可视化系列(3)直方图和核密度图(附详细代码)

bigegpt 2024-10-12 05:09 8 浏览

本文希望教会大家运用R语言绘制直方图和核密度图。

  • 直方图通过在X轴上将值域分割为一定数量的组，在Y轴上显示相应值的频数，展示了连续型变量的分布。

  • 直方图使用如下函数创建：

hist(x,freq=FALSE)

其中x是一个由数据值组成的数值向量。参数freq=FALSE表示根据频率，否则默认根据频数来绘制图形。

加载数据集

head(mtcars)
#查看自带数据集mtcars的头几行数据

自带数据集mtcars的头几行数据

简单直方图

#par(mfrow=c(2,2))
hist(mtcars$mpg)

指定组数和颜色

  • breaks=12 指定组数为12

  • col="red" 使用红色来填充图形

代码

12个分组的红色直方图

添加轴须图和核密度曲线

  • rug(jitter(mtcars$mpg)) 在X轴上将会出现许多轴须，代表对应x值出现的频率大小，频率越大轴须越密

  • lines(density(mtcars$mpg),col="blue",lwd=2) 添加一条直方图的核密度估计曲线，它为数据的分布提供了一种更加平滑的描述和展示

代码

添加轴须图和核密度曲线的直方图

添加正态密度曲线和外框

  • 添加了正态分布估计的密度曲线

  • box( )用于给图形添加一个外框

代码

添加正态密度曲线和外框的直方图

核密度图

核密度估计是用于估计随机变量概率密度函数的一种非参数方法，核密度图不失为一种用来观察连续型变量分布的有效方法。

  • 单独的核密度图由如下函数创建：

plot(density(x))

其中x是一个数值型向量

  • plot( )用于单独创建一幅新的图形，而要向一幅已经存在的图形上叠加一条密度曲线，则应该使用lines( )函数

简单核密度图

d=density(mtcars$mpg)
plot(d)

添加了轴须图的核密度图

d=density(mtcars$mpg)
plot(d,main="每加仑汽油行驶的英里数的核密度图")
polygon(d,col="red",border="blue")
rug(mtcars$mpg,col="brown")

每加仑汽油行驶的英里数的核密度图

可比较的核密度图

  • 使用sm包中的sm.density.compare( )函数向图形叠加两组或更多的核密度图，使用格式为：

sm.density.compare(x,factor)

  • 图例的位置由topright,bottomleft类似语句来定义，locator(1)表示通过鼠标单击给出图例的位置

  • 图形中的col=c(1,2,3) 和 图例中的fill=c(1,2,3)要保持一致，确保颜色的一致性

par(lwd=2)
#两倍线条宽度
library(sm)
attach(mtcars)
#该语句使得以后在使用mtcars里面的某一列比如mpg列时不再需要用mtcars$mpg，直接用mpg就行
sm.density.compare(mpg,cyl,xlab="每加仑汽油行驶的英里数",col=c(1,2,3))
#绘制密度图
title(main="不同发动机每加仑汽油行驶的英里数的比较")
legend("topright",c("4缸","6缸","8缸"),fill=c(1,2,3))
detach(mtcars)

不同发动机每加仑汽油行驶的英里数的比较

核密度图的叠加不失为一种在某个结果变量上跨组比较观测的强大方法，从核密度图中可以看到不同组所含值的分布形状，以及不同组之间的重叠程度。

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