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用R语言做数据分析——气泡图与折线图

bigegpt 2024-08-26 11:03 2 浏览

气泡图

除了三维散点图可以对三个变量的关系进行可视化之外,气泡图同样也能展示三个变量的可视化关系,它的原理是:先创建一个二维散点图,然后用点的大小来代表第三个变量的值。

我们可以用symbols()函数来创建气泡图,该函数可以在指定的坐标上绘制圆圈图、方形图、星形图、温度计图和箱线图。以绘制圆圈图为例:

symbols(x,y,circle=radius)

其中x、y和radius是需要设定的向量,分别表示x、y坐标和圆圈半径。如果我们想用面积而不是半径来表示第三个变量,那么按照圆半径的计算公式变换即可:

symbols(x,y,circle=sqrt(z/pi))

z即第三个要绘制的变量,pi表示圆周率。

现在我们把该方法用到mtcars数据集上,x轴代表车重,y轴代表每加仑英里数,气泡大小代表发动机排量。代码如下:

> attach(mtcars)

> r<-sqrt(disp/pi)

> symbols(wt,mpg,circle = r, inches = 0.30,

+ fg="white",bg="lightblue",

+ main="Bubble Plot with point size proportional to displacement",

+ ylab = "Miles Per Gallon",

+ xlab = "Weight of Car (1bs/1000)")

> text(wt,mpg,rownames(mtcars),cex = 0.6)

> detach(mtcars)

其中inches是比例因子,控制着圆圈大小(默认最大圆圈是1英寸)。text()函数用来添加各个汽车的名称。从生成的图形中可以看到,随着每加仑汽油所行使里程的增加,车重和发动机排量都逐渐减少。

一般说来,统计人员使用R语言时倾向于避免用气泡图,原因和避免使用饼图一样:相比对长度的判断,人们对体积/面积的判断通常更加困难。但是气泡图在商业应用中非常受欢迎。

折线图

如果将散点图上的点连接起来,那么就会得到一个折线图。以基础包安装中的orange数据集为例,它包含五种橘树的树龄和年轮数据。现要考察第一种橘树的生长情况,分别创建散点图和折线图,分析代码如下:

> #创建折线图与散点图

> opar <- par(no.readonly = TRUE)

> par(mfrow=c(1,2))

> t1<-subset(Orange,Tree==1)

> plot(t1$age,t1$circumference,

+ xlab = "Age (days)",

+ ylab = "Circumference (mm)",

+ main = "Orange Tree 1 Growth")

> plot(t1$age,t1$circumference,

+ xlab = "Age (days)",

+ ylab = "Circumference (mm)",

+ main = "Orange Tree 1 Growth",

+ type = "b")

> par(opar)

折线图一般可用下列两个函数之一来创建:

plot(x,y,type=)

lines(x,y,type=)

其中,x、y是要连接的(x,y)的数值型向量,参数type的可选值如下:

下图是各种type值的示例:

下面我们以绘制五种橘树随时间推移的生长状况为例,逐步展现一个更复杂折线图的创建过程,每种树都有自己独有的线条:

> # 将因子转化为数值型

> Orange$Tree<-as.numeric(Orange$Tree)

> ntrees <- max(Orange$Tree)

> # 创建图形

> xrange<-range(Orange$age)

> yrange<-range(Orange$circumference)

> plot(xrange,yrange,

+ type = "n",

+ xlab = "Age (days)",

+ ylab = "Circumference (mm)"

+ )

> colors<-rainbow(ntrees)

> linetype<-c(1:ntrees)

> plotchar<-seq(18,18+ntrees,1)

> # 添加线条

> for (i in 1:ntrees){

+ tree <- subset(Orange,Tree==i)

+ lines(tree$age, tree$circumference,

+ type = "b",

+ lwd = 2,

+ lty = linetype[i],

+ col = colors[i],

+ pch = plotchar[i]

+ )

+ }

> # 添加标题和图例

> title("Tree Growth", "example of line plot")

> legend(xrange[1],yrange[2],

+ 1:ntrees,

+ cex = 0.8,

+ col = colors,

+ pch = plotchar,

+ lty = linetype,

+ title = "Tree"

+ )

上述代码中,plot()函数先用来创建空图形,只设定了轴标签和轴范围,并没有回执任何数据点,每种橘树独有的折线和点都是随后通过lines()函数来添加。可以看到,Tree4和Tree5在整个时间段中已知保持着最快的生长速度,而且Tree5在大约664天时超过了Tree4的生长速度。

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