避免在分面ggplots中轴刻度标签的碰撞

Question

在多面板/分面图中，我喜欢将面板合并在一起，使它们之间没有空间，例如使用theme(panel.spacing=grid::unit(0,"lines"))（Edward Tufte认为这样做很好，因为面板间的间隔会产生分散注意力的视觉效果，也会浪费数据空间，而我相信了他的说法）。

问题在于，根据各个分面行/列内数值的具体范围，相邻分面的轴标签可能会发生重叠。例如，在此图中，顶部面板中的底部刻度标签与中间面板中的顶部刻度标签有碰撞。

dd <- data.frame(x=rep(1:3,3),
                 y=c(0.1,0.2,0.3,
                     0.1,0.4,0.6,
                     1,2,3),
                 f=factor(rep(letters[1:3],each=3)))
library(ggplot2)
ggplot(dd,aes(x,y))+
   facet_grid(f~.,scale="free")+
   geom_point()+
   theme_bw(base_size=24)+
   theme(panel.spacing=grid::unit(0,"lines"))
ggsave("tmp1.png",width=4,height=6)

我想要构建一个通用、方便的解决方案来解决这个问题——通过适当的方式（对于每个分面而言将不一样，因为它们的范围是异质的）扩展每个分面的限制，但抑制（至少）极值的标签和（可能的）刻度线。 我以前用非常 hacky 的方法在 scale_y_continuous 中设置了一个专门用途的 breaks 函数来实现这一点。我可能已经想到了其他的方法（如果我能让它们正常工作，我会把它们发布为答案），但我正在寻找可以指定 labels 和/或 breaks 的合理稳健的通用函数。

这与Automate tick max and min in faceted ggplot 不同，后者只是想要按分面获取最大/最小值。

这在一般情况下很棘手，可能无法完全解决；我考虑过仅清除极值标签，但如果只有两个或三个刻度标签，这种方法就会失败。也许有一个使用 expand_limits() 的解决方案，但在多个分面上很难实现...

- Ben Bolker

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应该在 ggplot2 的 GitHub 代码库中将此作为问题进行提交。 - coatless

也许可以检查范围的间断点，并将其与标签cex进行比较，以找到触发极端标签抑制的不可接受的最小比率？甚至可以触发更通用版本的先前黑客。 - K.Daisey

我知道这并没有什么帮助，但是……真的很遗憾，使用 ggplot2，你必须学习一个全新（且只有一次）的面向对象系统的基础知识，才能修改像这样的小细节。而使用 lattice，你只需要添加自定义的 prepanel() 和 yscale.components() 函数就可以了。我期待着大家在这里提出的任何解决方案。 - Josh O'Brien

@JoshO'Brien，我认为通过scale_y_continuous的breaks和labels参数有可能得到一个合理的解决方案。更多的是关于在那里放置内容的问题（就像prepanel()一样...）。 - Ben Bolker

Answer 1

编辑 更新至ggplot2 ver 3.0.0

一种可能的方法是修改构建数据。可以获取原始绘图的限制，并应用乘法扩展因子。主要和次要断点的相对位置也需要进行调整。注意，该函数允许选择要应用扩展的面板。

这与在scale_y_continuous中使用 expand有什么区别（除了能够选择面板）？此函数保留了刻度标记和网格线在原始图中的情况。只是它们占用的空间更小。但是，expand将压缩比例，如果可以，ggplot会添加新标签、网格线和刻度标记。

很容易破坏该函数的运行 - ggplot已经在最近的版本中更改了构建数据元素的名称。

dd <- data.frame(x=rep(1:3,3),
                 y=c(0.1,0.2,0.3,
                     0.1,0.4,0.6,
                     1,2,3),
                 f=factor(rep(letters[1:3],each=3)))
library(ggplot2)


p = ggplot(dd,aes(x,y))+
   facet_grid(f~.,scale="free")+
   geom_point()+
   theme_bw(base_size=24)+
   theme(panel.spacing=grid::unit(0,"lines"))


expand = function(plot, mult = 0.1, applyTo) {
# Get the build data
gd = ggplot_build(plot)

# Get the original limits,
# and calculate the new limits,
# expanded according to the multiplicative factor
limits <- sapply(gd$layout$panel_params, "[[", "y.range")    # Original limits
fac = mult*(limits[2,] - limits[1, ])  
newlimits = rbind(limits[1, ] - fac, limits[2, ] + fac)

# The range for the new limits
range = newlimits[2, ] - newlimits[1, ]

# Calculate the new y.major and y.minor relative positions
# and put them along with the new limits back into the build data

N = dim(gd$layout$panel_params)[1]  # Number of panels

for(i in applyTo) {
y.major = (gd$layout$panel_params[[i]]$y.major_source - newlimits[1, i]) / range[i]
y.minor = (gd$layout$panel_params[[i]]$y.minor_source - newlimits[1, i]) / range[i]

gd$layout$panel_params[[i]]$y.range = newlimits[, i]

gd$layout$panel_params[[i]]$y.major = y.major
gd$layout$panel_params[[i]]$y.minor = y.minor
}

# Get the gtable
ggplot_gtable(gd)
}


# Plot it
grid::grid.draw(expand(p, mult = 0.1, applyTo = 1:2))

原始文本

修改后

- Sandy Muspratt