使用不同的美学元素在ggplot直方图中添加图例

Question

我想在我的一个图表中添加一个图例，但是我有不同的美学和我从未创建过图例，所以我觉得很难确定如何构建它。

我的一个美学是填充代码，我手动添加了一个向量。另一个美学是我用geom_vline添加的垂直线。

从下面的图表中，有三个特征我想要添加到图例中：1）深蓝色的条形，2）浅蓝色的条形和3）垂直线。

有没有人对如何高效编写代码有建议？

#df
df <- data.frame(Time_Diff <- runif(1000, 0, 200))


# Show median, IQR range and outliers
colors <- c(rep("blue",3), rep("paleturquoise2",38))
bp_overall <- ggplot(data = df, aes(Time_Diff)) 
bp_overall + 
  geom_histogram(binwidth = 5, fill = colors) + #create histogram
  ggtitle("Time Difference")  +
  xlab("Time in Days") +
  ylab("Amount") +
  geom_vline(xintercept = 3, linetype = "twodash", size = 1,      colour= "darkblue") + #show median
  scale_x_continuous(breaks = seq(0, 202, 10)) +
  theme_light() +
  theme(panel.grid.minor = element_blank(),
    panel.border = element_blank(), #remove all border lines
    axis.line.x = element_line(size = 0.5, linetype = "solid", colour = "black"), #add x-axis border line
    axis.line.y = element_line(size = 0.5, linetype = "solid", colour = "black")) + #add y-axis border line
  theme(plot.title = element_text(family = windowsFont("Verdana"),     color="black", size=14, hjust = 0.5)) +
  theme(axis.title = element_text(family = windowsFont("Verdana"), color="black", size=12)) 

在Djork的建议下，我编写了下面的脚本，它可以正常工作，我很满意。现在唯一想要实现的是让图例成为一个整体（直方图图例和折线图图例合并成一个连贯整体）。是否有任何建议？

# reformat data
set.seed(1)
df <- data.frame(runif(1000, 0, 200))
colnames(df) <- "Time_Diff"

bp_overall + 
  geom_histogram(data = subset(df, Time_Diff <= 12.5), aes(x = Time_Diff, fill="BAR BLUE"), binwidth = 5) + # subset for blue data, where aes fill is fill group 1 label
  geom_histogram(data = subset(df, Time_Diff > 12.5), aes(x = Time_Diff, fill="BAR TURQUOISE"), binwidth = 5) + # subset for turquoise data, where aes fill is fill group 2 label
  scale_fill_manual("Histogram Legend", values=c("blue", "paleturquoise2")) + # manually assign histogram fill colors
  geom_vline(aes(xintercept = 3, colour="LINE DARK BLUE"), linetype="twodash", size = 1) + # where aes colour is vline label
  scale_colour_manual("Line Legend", values="darkblue") + #removed legend title
  scale_x_continuous(breaks = seq(0, 202, 10)) +
  ggtitle("Time Difference")  +
  xlab("Time in Days") +
  ylab("Amount") +
  theme_light() +
  theme(panel.grid.minor = element_blank(),
        panel.border = element_blank(), 
        axis.line.x = element_line(size = 0.5, linetype = "solid", colour = "black"), 
        axis.line.y = element_line(size = 0.5, linetype = "solid", colour = "black"),
        legend.position = c(0.95, 0.95),
        legend.justification = c("right", "top"),
        legend.box.just = ("right"))

- SHW

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获取图例的最简单方法是在 aes() 内指定特征。因此，您需要转换包括统计数据和颜色列的数据框架。请参见 这里 或 这里。 - Roman

@Jimbou 我想我理解了你所说的转换数据框的意思。我已经在我的问题中做过这个（请参见下面的解决方案概念代码），但我无法弄清楚如何调整我的 ggplot 图中的代码。 - SHW

Answer 1

我认为@Jimbou的建议更好，但是有一种通过将字符值分配给geom_histogram aes fill 值和geom_vline aes colour 值来人工创建图例的方法，然后在scale_fill_manual 或者scale_colour_manual 中设置颜色。

然而，使用这种方法时，aes fill 只能取一个值（长度为1），因此您必须对蓝色和青色的值进行子集划分，并为每个值绘制直方图，其中截止点由您的binwidth 确定。

以下是该方法。请注意，您的数据需要重新格式化。

# reformat data
set.seed(1)
df <- data.frame(runif(1000, 0, 200))
colnames(df) <- "Time_Diff"


bp_overall <- ggplot(data = df) 
bp_overall +
  geom_histogram(data = subset(df, Time_Diff <= 12.5), aes(x = Time_Diff, fill="BAR BLUE"), binwidth = 5) + # subset for blue data, where aes fill is fill group 1 label
  geom_histogram(data = subset(df, Time_Diff > 12.5), aes(x = Time_Diff, fill="BAR TURQUOISE"), binwidth = 5) + # subset for turquoise data, where aes fill is fill group 2 label
  scale_fill_manual("Histogram Legend", values=c("blue", "paleturquoise2")) + # manually assign histogram fill colors
  geom_vline(aes(xintercept = 3, colour="LINE DARK BLUE"), linetype="twodash", size = 1) + # where aes colour is vline label
  scale_colour_manual("Line Legend", values="darkblue") + # manually assign vline colors
  scale_x_continuous(breaks = seq(0, 202, 10)) +
  ggtitle("Time Difference")  +
  xlab("Time in Days") +
  ylab("Amount") +
  theme_light() +
  theme(panel.grid.minor = element_blank(),
    panel.border = element_blank(), 
    axis.line.x = element_line(size = 0.5, linetype = "solid", colour = "black"), 
    axis.line.y = element_line(size = 0.5, linetype = "solid", colour = "black"))

等等，添加您剩下的 主题。

编辑：回答如何统一图例并减少两种图例类型之间的间距

(1) 通过在 scale_fill_manual 中将 vline 的图例名称设置为 "" 来删除图例名称，将直方图填充图例的 名称 更改为 "Legend" 在 scale_colour_manual 中。

(2) 指定图例出现的 顺序，先使用 guides guide_legend 填充，然后再进行颜色。

(3) 使用 legend.spacing.y 将两种图例类型之间的 y-间距设置为 0，并使用 theme 中的 legend.margin 删除顶部和底部的边距。

bp_overall <- ggplot(data = df) 
bp_overall +
  geom_histogram(data = subset(df, Time_Diff <= 12.5), aes(x = Time_Diff, fill="BAR BLUE"), binwidth = 5) + 
  geom_histogram(data = subset(df, Time_Diff > 12.5), aes(x = Time_Diff, fill="BAR TURQUOISE"), binwidth = 5) + 
  scale_fill_manual(name="Legend", values=c("blue", "paleturquoise2")) +
  geom_vline(aes(xintercept = 3, colour="LINE DARK BLUE"), linetype="twodash", size = 1) + 
  scale_colour_manual(name="", values="darkblue") + 
  scale_x_continuous(breaks = seq(0, 202, 10)) +
  ggtitle("Time Difference")  +
  xlab("Time in Days") +
  ylab("Amount") +
  theme_light() +
  theme(panel.grid.minor = element_blank(),
    panel.border = element_blank(),
    axis.line.x = element_line(size = 0.5, linetype = "solid", colour = "black"),
    axis.line.y = element_line(size = 0.5, linetype = "solid", colour = "black"),
    legend.spacing.y = unit(0, "cm"),
    legend.margin=margin(t=0, r=0.5, b=0, l=0.5, unit="cm")) +
  guides(fill = guide_legend(order = 1), 
     colour = guide_legend(order = 2))

- Djork

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感谢您的建议。因为您和Jimdou都指出了一种更简洁的方法来完成这个任务。我添加了一小段代码来转换数据框，使其适合在ggplot中使用，但我不知道该怎么继续下去。您能否检查一下我的问题中的新代码？ - SHW

我试图将我的代码转换成你的，但是我遇到了以下错误：'Error: Aesthetics must be either length 1 or the same as the data (77): x, fill, binwidth'。你所说的重新整理df是什么意思？ - SHW

您需要提供数据或子集以重现错误，以便我们进行故障排除。但很可能是您给出的aes长度超过了我上面使用的1个字符。 - Djork

抱歉，还有一个问题：）。只有一个图例（而不是单独的直方图图例和线图例）将是完美的。通过在scale_color_manual代码行中删除“Line Legend”文本（将其替换为“”），我离这个目标又近了一步。但是，线条的图例仍然比其他图例指示远得多。你知道有没有办法让“LINE DARK BLUE”变量成为“直方图图例”的一员吗？（至少在视觉上） - SHW

请查看有关统一图例的解决方法的编辑后答案。如果这对您有用，请接受答案以标记为已解决。 - Djork