估算在ggplot2中图例所占据的图形比例是多少。

Question

我有一些ggplot的功能，但我希望在用户滥用它时给予警告。问题在于：如果有许多组并且组名很长，图例会变得非常大，占据整个图：

但如果我更改情节名称，我会得到：

我所拥有的是：

• ggplot / ggbuild 对象
• 绘图窗口的尺寸（默认为 480 x 320），但可以更改。

我想利用这些来估算图例占用的总面积（以便在图例大小与绘图大小之比过大时发出警告）。以下是我用来创建图形的示例代码：

library(ggplot2)

# stolen from https://ryouready.wordpress.com/2008/12/18/generate-random-string-name/
MHmakeRandomString <- function(n=1, lenght=12) {
    randomString <- c(1:n)                  
    for (i in 1:n)
    {
        randomString[i] <- paste(sample(c(0:9, letters, LETTERS),
                                        lenght, replace=TRUE),
                                 collapse="")
    }
    return(randomString)
}

makeData <- function(k, useLongNames = FALSE) {

    x <- c(1, 100)
    X <- cbind(1, x)
    b <- matrix(rnorm(2*k), k, 2)

    y <- numeric(2*k)
    for (i in seq_len(k))
        y[1:2 + 2*(i-1)] <- X %*% b[i, ]

    df <- data.frame(x = c(1, n), y = y)

    if (useLongNames) {
        df$g <- factor(rep(MHmakeRandomString(k), each = 2))
    } else {
        df$g <- factor(rep(1:k, each = 2))
    }

    return(df)

}

# okayish plot
df <- makeData(50)
g0 <- ggplot(data = df, aes(x = x, y = y, group = g, color = g)) +
    geom_line() + 
    guides(color=guide_legend(nrow=5)) 

# unreadable plot    
df <- makeData(50, useLongNames = TRUE)
g1 <- ggplot(data = df, aes(x = x, y = y, group = g, color = g)) +
    geom_line() + 
    guides(color=guide_legend(nrow=5))

# to plot
# x11(width = 480, height = 320)
# print(g0)
# x11(width = 480, height = 320)
# print(g1)

我认为答案在ggplotGrob()中，但是我不熟悉grobs（也找不到清晰的文档），所以被卡住了。

gGrob0 <- ggplotGrob(g0)
gGrob1 <- ggplotGrob(g1)
gGrob0$grobs[[15]]$grobs[[1]]$grobs # all legend elements

convertWidth(grobWidth(gGrob0$grobs[[15]]), unitTo = "inches") # 4.5128 inches
convertWidth(grobWidth(gGrob1$grobs[[15]]), unitTo = "inches") # 12.419 inches
# but this is not correct:
# number of legend columns x legend width <= plot width
# 10 * 12.419 <= 480

这似乎为我提供了很多关于我感兴趣的内容的信息。如何将这些信息转换为图例将占用的总宽度？非常感谢。

- Vandenman

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仅针对最后两行（使用convertWidth）进行说明，首先，在指定窗口大小之前，您就已经“测量”了图例，其次，如果将绘图复制为位图，粘贴到例如paint.net中并使用“矩形选择”，则g0图例的大小为4.52“x 1.34”，而g1的大小为12.64“x 1.29”，因此grob宽度并不那么偏离。 对于我来说，整个图的大小是14.34“x 9.56”。Grob似乎是正确的方向，您只需要找到代表绘图本身的那个（我猜是3、6或7）。 - m-dz

是的，那似乎是解决方案！将 gGrob1$grobs[[15]] 的宽度除以 gGrob1$grobs[[7]] 的宽度可以得到正确的结果。请随意将其发布为答案，以便我可以接受它。非常感谢！ - Vandenman

哈哈，很高兴你找到了它！你肯定可以回答自己的问题并标记答案为已接受，我只是粘贴了一个位图并进行了矩形选择。 - m-dz

Answer 1

这是我的解决方案（受m-dz评论的启发）。对象g0和g1来自问题中的代码。

plotAndPrintRatio <- function(g, width, height) {

    gGrob <- ggplotGrob(g)
    tmpfile <- tempfile(pattern = "png")
    png(tmpfile, width = width, height = height) # it is necessary to open a device
    plot(g)
    legendSize <- as.numeric(convertWidth(grobWidth(gGrob$grobs[[15]]), unitTo = "inches"))
    plotSize <-   as.numeric(convertWidth(grobWidth(gGrob$grobs[[7]]), unitTo = "inches"))
    print(legendSize / plotSize) # the ratio of legend size to plot size
    dev.off()

    return(tmpfile)
}

# problem only in the first plot
f1 <- plotAndPrintRatio(g0, width = 480, height = 320) # 0.6769345
f2 <- plotAndPrintRatio(g1, width = 480, height = 320) # 1.887872 --> too big!

# larger window size fixes the problem
f3 <- plotAndPrintRatio(g0, width = 1200, height = 900) # 0.2707738
f4 <- plotAndPrintRatio(g1, width = 1200, height = 900) # 0.7551488
filesList <- list(f1, f2, f3, f4)

# to show the saved pngs:
dev.off() # might be needed to clean up the plotting window
grid::grid.raster(png::readPNG(f1))
grid::grid.raster(png::readPNG(f2))
grid::grid.raster(png::readPNG(f3))
grid::grid.raster(png::readPNG(f4))

# to remove the tempfiles created:
# lapply(filesList, file.remove)

- Vandenman