目前最全的R语言-图片的组合与拼接_lay_new

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参考来源：

https://www.rdocumentation.org/packages/customLayout/versions/0.2.0

https://mp.weixin.qq.com/s/zbp8pOQcNB4XBBF5SCg5GA

1.1 简介

customLayout用于拼图特别方便，尤其是仪表盘布局

支持R内置的base绘图对象，ggplot2对象（与grid结合）

library (ggplot2) library (customLayout) 1.2 简单画布

通过设置简单的数字矩阵以及对应的宽高比，可以非常方便的设置出来数字拼图

关键函数：

lay_new() 创建拼图画布

lay_show() 显示拼图画布

mat数字矩阵必须从1开始，且必须连续

library (ggplot2) library (customLayout)

# 创建拼图画布 lay1 <- lay_new ( mat = matrix ( 1 : 4 , ncol = 2 ),

# 矩阵分布，mat表示指定排版的数字矩阵 widths = c ( 3 , 2 ),

# 设定宽度比例 heights = c ( 2 , 1 )

# 设置高度比例 ) # 显示拼图画布 lay_show (lay1) # 创建第2个拼图画布，与第1个结构一样，只是比例不一样

lay2 <- lay_new ( matrix ( 1 : 4 , nc = 2 ), widths = c ( 3 , 5 ), heights = c ( 2 , 4 ))

lay_show (lay2)

1.3 画布合并

其它拼图包没有的功能，非常好用

跟合并矩阵类似。分为行合并和列合并

lay_bind_col() 画布列合并 lay_bind_col(x, y, widths = c(1, 1), addmax = TRUE) 参数widths表示指定合并宽度比

lay_bind_row() 画布行合并 lay_bind_row(x, y, heights = c(1, 1), addmax = TRUE) 参数heights表示指定合并高度比

library (ggplot2) library (customLayout) # 画布列合并

cl_ 1 <- lay_bind_col (lay1, lay2, widths = c ( 3 , 1 ))

# 指定合并宽度比为3:1

lay_show (cl_ 1 ) # 画布行合并

cl_ 2 <- lay_bind_row (lay1, lay2, heights = c ( 3 , 1 ))

# 指定合并高度比为3:1

lay_show (cl_ 2 ) # 多次合并

lay_show ( lay_bind_col (cl_ 1 , cl_ 2 , widths = c ( 2 : 1 )))

1.4 画布嵌套

这个功能也是其它包没有的，非常有用

关键函数：

lay_split_field(lay, newlay, field)

参数lay表示大画布，参数newlay表示要嵌套进去的小画布，field表示指定要嵌套的区域编号

library (ggplot2) library (customLayout) slay <- lay_split_field (lay1, lay2, field = 1 )

# 将画布lay2嵌套进lay1的第1个区域，即左上角格子

lay_show (slay)

library (ggplot2)

library (customLayout) slay2 <- lay_split_field ( lay = lay2, new = lay1, field = 4 )

# 将画布lay1嵌套进lay2的第4个区域，即右下角格子

lay_show (slay2)

1.5 填充图片

关键函数：

lay_set(layout) 将画布layout设置为绘图布局，用于base绘图对象

lay_grid(grobs, lay, ...) 将绘图对象grobs填充到画布lay中，用于ggplot2等绘图对象

1.5.1 基础绘图对象填充 library (ggplot2)

library (customLayout)

par ( mar = c ( 3 , 2 , 2 , 1 )) # 设定页边距# 创建排版画布

lay1 <- lay_new ( matrix ( 1 : 4 , nc = 2 ), # 2行2列布局画布 widths = c ( 3 , 2 ), heights = c ( 2 , 1 )) lay2 <- lay_new ( matrix ( 1 : 3 )) # 3行1列布局画布

cl <- lay_bind_col (lay1, lay2, widths = c ( 3 , 1 ))

# 画布列合并

lay_show (cl)

lay_set (cl)

# 设定绘图对象布局

set.seed ( 123 ) # 绘图填充

plot ( 1 : 100 + rnorm ( 100 )) # 填充到画布第1格

plot ( rnorm ( 100 ), type = "l" ) # 填充到画布第2格

hist ( rnorm ( 500 )) acf ( rnorm ( 100 )) # 填充到画布第4格

pie ( c ( 3 , 4 , 6 ), col = 2 : 4 )

pie ( c ( 3 , 2 , 7 ), col = 2 : 4 + 3 )

pie ( c ( 5 , 4 , 2 ), col = 2 : 4 + 6 )

1.5.2 ggplot2绘图对象填充 library (ggplot2)

library (customLayout)

library (gridExtra) # 创建排版画布

lay1 <- lay_new ( matrix ( 1 : 2 , ncol = 1 )) # 2行1列画布

lay2 <- lay_new ( matrix ( 1 : 3 )) # 3行1列画布

cl <- lay_bind_col (lay1, lay2, widths = c ( 3 , 1 )) # 画布列合并# 创建数据 cuts <- sort ( unique (diamonds[[ "cut" ]]), decreasing = TRUE ) make_cut_plot <- function (cut) { dd <- diamonds[cut == diamonds[[ "cut" ]], ] # ggplot (dd) +

geom_point ( aes (carat, price)) +

facet_wrap ( "cut" ) # 封装分面 } plots <- lapply (cuts, make_cut_plot)

# 对不同切割水平的进行作图

lay_grid (plots, cl)

# 将绘图对象依次填充到cl画布中

2 cowplot包

cowplot是一个ggplot2包的简单补充，意味着其可以为ggplot2提供出版物级的主题等。

更重要的是，这个包可以组合多个”ggplot2”绘制的图为一个图，并且为每个图加上例如A,B,C等标签，

这在具体的出版物上通常是要求的。语法结构与ggplot类似，将ggplot2图作为一个对象置于 ggdraw() 中

表达式：

draw_plot(plot, x = 0, y = 0, width = 1, height = 1, scale = 1)

draw_text(text, x = 0.5, y = 0.5, size = 14, hjust = 0.5, vjust = 0.5,...)

draw_plot_label(label, x = 0, y = 1, hjust = -0.5, vjust = 1.5, size = 16, fontface = "bold", family = NULL, colour = NULL, ...)

参数解释：

plot 表示ggplot2绘图对象

x, y 表示子图的起点坐标(左下角坐标)，在0-1之间，表示占母图的比例，

width, height 表示子图长宽所占比例，在0-1之间

text 表示要映射的文本向量

label 表示要映射的文本向量

其它参数与ggplot2中意思一样

library (ggplot2)

library (cowplot)

library (showtext)

font_add_google ( "Dancing " , "Dancing" ) plot.iris <- ggplot (iris, aes (Sepal.Length, Sepal.Width)) +

geom_point () +

facet_grid ( cols = vars (Species))

# 按Species列分面

plot.mpg <- ggplot (mpg, aes ( x = cty, y = hwy, colour = factor (cyl))) +

geom_point ( size = 2.5 ) +

labs ( title = "dot plot" ) plot.diamonds <- ggplot (diamonds, aes (clarity, fill = cut)) +

geom_bar () +

theme ( axis.text.x = element_text ( angle = 70 , vjust = 0.5 )) +

labs ( title = "bar plot" ) gg <- ggdraw () +

draw_plot (plot.iris, 0 , 0.5 , 1 , 0.5 ) + # 在母图上半部，占母图比例1/2

draw_plot (plot.mpg, 0 , 0 , 0.5 , 0.5 ) + # 在母图左下角，占母图比例1/4

draw_plot (plot.diamonds, 0.5 , 0 , 0.5 , 0.5 ) + # 在母图右下角，占母图比例1/4

draw_plot_label ( c ( "A" , "B" , "C" ), c ( 0 , 0 , 0.5 ), c ( 1 , 0.5 , 0.5 ), size = 15 , colour = "cyan" , family = "Dancing" ) # 加上标签，

showtext_begin ()

print (gg)

showtext_end ()

3 grid 包

grid中文翻译为网格，可将其解释为画布分割，通过设定相应的参数，从而可以任意的摆放图形

常用函数：

grid.newpage() 创建新的画布

grid.layout() 分割画布，使用参数widths和heights指定分割比例 ,从上到下，从左到右排列

viewport() 在画布中创建视窗

grid.show.viewport() 在画布中展示视窗

grid.show.layout() 展示分割的画布

pushViewport() 将新建的viewport推出去，即将工作区域切换到新的viewport

popViewport() 将当前的viewport删除，其父viewport作为新的工作区域, 子viewport中的绘制的图形不会被删除

downViewport() 导航到子viewport，并作为工作区域，原viewport不会删除

upViewport() 导航到父viewport，父viewport变为工作区域, 原viewport不会被删除

seekViewport() 导航到name参数所在的viewport,并作为工作区域

grid.text() 输出文本标签,坐标只与画布有关，与viewport无关

语法：

viewport(x = unit(0.5, "npc"), y = unit(0.5, "npc"), width = unit(1, "npc"), height = unit(1, "npc"), default.units = "npc", just = "centre", gp = gpar(), clip = "inherit", xscale = c(0, 1), yscale = c(0, 1), angle = 0, layout = NULL, layout.pos.row = NULL, layout.pos.col = NULL, name = NULL) grid.layout(nrow = 1, ncol = 1, widths = unit(rep_len(1, ncol), "null"), heights = unit(rep_len(1, nrow), "null"), default.units = "null", respect = FALSE, just="centre")

参数解释：

name 指定viewport的名字，用于搜索和定位

x,y 为起点坐标，默认是矩形视窗中心坐标，为0 - 1的数字，表示占newpage的比例

width, height 为矩形视窗的长宽，同样是占newpage的比例

angle 表示角度，从-360到360,正数表示逆时针旋转，负数表示顺时针旋转

just 表示指定视窗起点位置，默认“centre”, 还可以设置左下角c(“left”, “buttom”), 右上角c(“right”, “top”) 等

layout grid.layout 对象，用于将当前的viewport拆分为子区域

layout.pos.row 创建的viewport在父节点layout的行位置

layout.pos.col 创建的viewport在父节点的layout列位置

nrow 表示将该区域拆分为几行

ncol 表示将该区域拆分为几列

widths 表示每个子区域的宽度,向量长度等于ncol

heights 表示每个子区域的高度，向量长度等于nrow

gp = gpar() 表示传递其它参数，如: col/fill颜色,lty线型, lwd线宽, fontsize文本尺寸, fontfamily字体, fontface字型等，可以通过?gpar查询

library (ggplot2)

library (grid)

grid.newpage () # 创建一个空白画布

vp1 <- viewport ( x = 0.5 , y = 0.5 , width = 0.5 , height = 0.25 , angle = 45 ) # 设定视窗大小

grid.show.viewport (vp1) # 查看在画布中的的视窗，自动上色，方便观察

library (ggplot2)

library (grid)

library (showtext) YaHei <- windowsFont ( "微软雅黑" ) font_add ( "YaHei" , regular = "msyh.ttc" , bold = "msyhbd.ttc" )

# 右键字体，然后点击属性，regular指定常规, bold表示指定粗体字体

showtext_auto () #### 父viewport

grid.newpage ()

#新建一个page

vp1 <- viewport ( x = 0 , y = 0.2 , w = 0.9 , h = 0.8 , just = c ( "left" , "bottom" ))

#新建一个viewport，起点为左下角，

pushViewport (vp1)

# 推出vp1

grid.rect ( gp = gpar ( col = "red" ))

# 新建一个矩形,gp=gpar()表示设置图形参数

grid.text ( "我在vp1_1" , x = 0.8 , y = 0.2 , gp = gpar ( col = "red" , fontfamily = "YaHei" , fontsize = 15 ))

# 新建一个文本,输出到vp1

vp2 <- viewport ( x = 0 , y = 0.2 , w = 0.9 , h = 0.8 , just = c ( "left" , "bottom" ))

# 新建一个viewport，起点为左下角，

pushViewport ( name = vp2)

# 将工作区域设置到vp2

grid.rect ( x = 0.1 , y = 0.2 , width = 0.9 , height = 0.7 , just = c ( "left" , "bottom" ), gp = gpar ( col = "blue" , lty = "dashed" ))

# 新建一个矩形,gp=gpar()表示设置图形参数

grid.text ( "我在vp2_1" , x = 0.8 , y = 0.3 , gp = gpar ( col = "blue" , fontfamily = "YaHei" , fontsize = 15 ))

# 新建一个文本,输出到vp2

vp3 <- viewport ( x = 0.1 , y = 0.2 , width = 0.9 , height = 0.7 , just = c ( "left" , "bottom" ))

pushViewport (vp3)

grid.rect ( x = 0.1 , y = 0.2 , width = 0.7 , height = 0.7 , just = c ( "left" , "bottom" ), gp = gpar ( col = "orange" , lty = "twodash" , lwd = 2 ))

# 新建一个矩形,gp=gpar()表示设置图形参数

grid.text ( "我在vp3_1" , x = 0.6 , y = 0.4 , gp = gpar ( col = "orange" , fontfamily = "YaHei" , fontsize = 15 )) # 新建一个文本,输出到vp2

layout参数

library (ggplot2)

library (grid)

grid.newpage () g1 <- grid.layout ( nrow = 3 , ncol = 2 , widths = c ( 2 , 3 ), heights = c ( 2 , 1 , 3 )) # 设置分割的宽度和长度比例

grid.show.layout ( l = g1)

综合例子

library (ggplot2)

library (grid)

library (showtext) YaHei <- windowsFont ( "微软雅黑" ) font_add ( "YaHei" , regular = "msyh.ttc" , bold = "msyhbd.ttc" ) # 右键字体，然后点击属性，regular指定常规, bold表示指定粗体字体

showtext_auto () plot.iris <- ggplot (iris, aes (Sepal.Length, Sepal.Width)) +

geom_point () +

facet_grid ( cols = vars (Species)) # 按Species列分面

plot.mpg <- ggplot (mpg, aes ( x = cty, y = hwy, colour = factor (cyl))) +

geom_point ( size = 2.5 ) +

labs ( title = "dot plot" ) plot.diamonds <- ggplot (diamonds, aes (clarity, fill = cut)) +

geom_bar () +

theme ( axis.text.x = element_text ( angle = 70 , vjust = 0.5 )) + labs ( title = "bar plot" )

grid.newpage () # 新建画布

layout_ 1 <- grid.layout ( nrow = 3 , ncol = 2 , widths = c ( 1 , 1 ), heights = c ( 1 , 4 , 5 )) # 分成上下2*3共6个版块，最上面版块显示标题

pushViewport ( viewport ( layout = layout_ 1 )) # 推出分成6个版块的视窗

print (plot.iris, vp = viewport ( layout.pos.row = 2 , layout.pos.col = c ( 1 , 2 ))) # 在中间一行子视窗中画plot.iris

print (plot.mpg, vp = viewport ( layout.pos.row = 3 , layout.pos.col = 1 )) # 在左下角子视窗中画plot.mpg

print (plot.diamonds, vp = viewport ( layout.pos.row = 3 , layout.pos.col = 2 )) #在右下角子视窗中画plot.diamonds

grid.text ( "我是画布名称" , x = 0.5 , y = 0.95 , gp = gpar ( col = "orange" , fontfamily = "YaHei" , fontsize = 15 )) # 增加画布标题

3.1 子母图

字母图，主要是形成局部放大的效果，既可以从整体上对比，又兼顾特别小的数据组，或特别密的数据点可以查看，而没有必要单独做2张图

library (ggplot2) library (grid) 3.2 grid 拼接蝴蝶图 library (ggplot2)

library (grid)

library (dplyr)

library (showtext)

library (Cairo) YaHei <- windowsFont ( "微软雅黑" )

font_add ( "YaHei" , regular = "msyh.ttc" , bold = "msyhbd.ttc" ) # 右键字体，然后点击属性，regular指定常规, bold表示指定粗体字体

CairoPNG ( file = "E:/R_input&output/images_output/蝴蝶图_exercing.png" , width = 1200 , height = 700 )

showtext_begin () #生成图形所需数据集：

mydata<- data.frame ( id= 1 : 14 ,

A= c ( 5.0 , 14.7 , 2.5 , 8.5 , 5.1 , 6.9 , 7.7 , 6.8 , 4.4 , 4.9 , 5.3 , 1.0 , 0.9 , 7.8 ),

B= c ( 31.3 , 24.7 , 17.8 , 17.2 , 15.3 , 14.3 , 13.9 , 13.9 , 12.4 , 10.0 , 6.5 , 4.2 , 2.5 , 0.9 ),

Label= c ( "Website" , "Customer & Employee Referral" , "Webinar" , "Facebook/Twitter/Other Social" , "Marketting & Advertising" , "Paid Serch" , "Other" , "Sales generated" , "Tradeshows" , "Parter" , "Linkedin" , "Events" , "Lead list" , "Emial Campaign" )) p1<- ggplot (mydata) + # 绘制右侧的柱形图

geom_hline ( yintercept= mean (mydata $ A), linetype= 2 , size= . 25 , colour= "grey" ) +

geom_bar ( aes ( x= id, y= A), stat= "identity" , fill= "#E2BB1E" , colour= NA ) +

ylim ( - 5.5 , 16 ) +

scale_x_reverse () +

geom_text ( aes ( x= id, y= - 4 , label= Label), vjust= . 5 ) +

geom_text ( aes ( x= id, y= A + . 75 , label= paste0 (A, "%" )), size= 4.5 , family= "YaHei" , fontface= "bold" ) +

coord_flip () +

theme_void () p1 p2<- ggplot (mydata) + # 绘制左侧柱形图, 左侧图没有横坐标刻度标签

geom_hline ( yintercept= - mean (mydata $ B), linetype= 2 , size= . 25 , colour= "grey" ) + geom_bar ( aes ( x= id, y= - B), stat= "identity" , fill= "#C44E4C" , colour= NA ) +

# y=-B,绘制的图形在另一侧

ylim ( - 40 , 0 ) + scale_x_reverse () + #

geom_text ( aes ( x= id, y= - B - 1.75 , label= paste0 (B, "%" )), size= 4.5 , family= "YaHei" , fontface= "bold" ) +

coord_flip () +

theme_void () p2 # 图形拼接

grid.newpage () # 新建画布

layout_ 1 <- grid.layout ( nrow = 2 , ncol = 2 , widths = c ( 2 , 3 ), heights = c ( 1 , 9 )) # 分成2*2共4个版块

pushViewport ( viewport ( layout = layout_ 1 )) # 推出分为4个版块的视窗

print (p1, vp = viewport ( layout.pos.row = 2 , layout.pos.col = 2 )) # 将p1输出到右下角

print (p2, vp = viewport ( layout.pos.row = 2 , layout.pos.col = 1 )) # 将p2输出到左下角# 添加主标题和分标题

grid.text ( label= "我是主标题" , x = 0.5 , y = 0.97 , gp= gpar ( col= "cyan" , fontsize= 15 , fontfamily= "YaHei" , draw= TRUE , just = "centre" ))

grid.text ( label= "我是左标题" , x = 0.15 , y = 0.94 , gp= gpar ( col= "blue" , fontsize= 10 , fontfamily= "YaHei" , draw= TRUE , just = c ( "left" , "top" )))

grid.text ( label= "我是右标题" , x = 0.85 , y = 0.94 , gp= gpar ( col= "blue" , fontsize= 10 , fontfamily= "YaHei" , draw= TRUE , just = c ( "right" , "top" ))) showtext_end ()

dev.off () ## png ## 2

蝴蝶图

4 gridExtra包

主要函数：

arrangeGrob()

grid.arrange()

marrangeGrob()

语法：

arrangeGrob(..., grobs = list(...), layout_matrix, vp = NULL, name = "arrange", as.table = TRUE, respect = FALSE, clip = "off", nrow = NULL, ncol = NULL, widths = NULL, heights = NULL, top = NULL, bottom = NULL, left = NULL, right = NULL, padding = unit(0.5, "line")) grid.arrange(..., newpage = TRUE) marrangeGrob(grobs, ..., ncol, nrow, layout_matrix = matrix(seq_len(nrow * ncol), nrow = nrow, ncol = ncol), top = quote(paste("page", g, "of", npages)))

参数解释：

grobs 图形对象列表，grob是graphical object两个单词的缩写，表示ggpot等图形对象

layout_matrix 表示布局的矩阵

library (ggplot2)

library (gridExtra)

library (showtext) YaHei <- windowsFont ( "微软雅黑" )

font_add ( "YaHei" , regular = "msyh.ttc" , bold = "msyhbd.ttc" ) # 右键字体，然后点击属性，regular指定常规, bold表示指定粗体字体

showtext.auto () empty <- ggplot () + geom_point ( aes ( 1 , 1 ), colour = "white" ) +

theme ( axis.ticks = element_blank (), panel.background = element_blank (), axis.line = element_blank (), axis.text.x = element_blank (), axis.text.y = element_blank (), axis.title.x = element_blank (), axis.title.y = element_blank ()) scatter <- ggplot () +

geom_point ( aes (mtcars $ mpg, mtcars $ qsec)) # 绘制主图散点图

hist_top <- ggplot () +

geom_histogram ( aes (mtcars $ mpg)) # 绘制上方频率分布直方图

hist_right <- ggplot () +

geom_histogram ( aes (mtcars $ qsec)) + coord_flip () # 绘制右侧频率分布直方图# 最终组合，由4个图拼图而成，只有右上角的图已经将标注移除了

grid.arrange (hist_top, empty, scatter, hist_right,

# 按从左到右，从上到下顺序排列4个图 ncol = 2 , nrow = 2 , widths = c ( 4 , 1 ), heights = c ( 1 , 4 ))

# 4个版块的长宽比例# 其实这种组合图已经有相应的R包了，ggExtra# df <- data.frame(x = mtcars$mpg, y = mtcars$qsec)# p <- ggplot(df, aes(x, y)) + geom_point() + theme_classic()# ggExtra::ggMarginal(p, type = "histogram")

把绘图对象添加到列表总，并把该列表传递给 grid.arrange() 函数中的grobs参数

library (ggplot2)

library (gridExtra)

library (lattice) # 类似ggplot,但是语法更加复杂

library (showtext) YaHei <- windowsFont ( "微软雅黑" )

font_add ( "YaHei" , regular = "msyh.ttc" , bold = "msyhbd.ttc" ) # 右键字体，然后点击属性，regular指定常规, bold表示指定粗体字体 showtext.auto () gs <- list ( NULL ) gs[[ 1 ]] <- qplot ( 1 , 1 ) gs[[ 2 ]] <- xyplot ( 1 ~ 1 ) # lattice包

grid.arrange ( grobs = gs, ncol = 2 )

子母图

grid包可以画字母图

安装gridExtra包后，ggplot2中多了一个 ggplotGrob( )函数，可以创建grob对象参数

library (ggplot2)

library (gridExtra) g <- ggplotGrob ( qplot ( 1 , 1 ) +

theme ( plot.background = element_rect ( colour = "black" )))

qplot ( 1 : 10 , 1 : 10 ) +

annotation_custom ( grob = g, # 插入图形对象，即添加内容 xmin = 1 , xmax = 5 , ymin = 5 , ymax = 10 # 添加位置4个坐标 )

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