在ggplot中对齐绘图区域

Question

我试图使用grid.arrange来在同一页上显示由ggplot生成的多个图表。这些图表使用相同的x数据，但具有不同的y变量。由于y数据具有不同的比例尺，这些图表的大小不同。

我尝试了在ggplot2中使用各种主题选项来更改图表大小并移动y轴标签，但都无法使图表对齐。我希望将这些图表排列成2 x 2的正方形，以使每个图表具有相同的大小，并使x轴对齐。

以下是一些测试数据：

A <- c(1,5,6,7,9)
B <- c(10,56,64,86,98)
C <- c(2001,3333,5678,4345,5345)
D <- c(13446,20336,24333,34345,42345)
L <- c(20,34,45,55,67)
M <- data.frame(L, A, B, C, D)

我正在使用的用于绘图的代码：

x1 <- ggplot(M, aes(L, A,xmin=10,ymin=0)) + geom_point() + stat_smooth(method='lm')
x2 <- ggplot(M, aes(L, B,xmin=10,ymin=0)) + geom_point() + stat_smooth(method='lm')
x3 <- ggplot(M, aes(L, C,xmin=10,ymin=0)) + geom_point() + stat_smooth(method='lm')
x4 <- ggplot(M, aes(L, D,xmin=10,ymin=0)) + geom_point() + stat_smooth(method='lm')
grid.arrange(x1,x2,x3,x4,nrow=2)

如果您运行此代码，您会发现底部两个图的绘图区较小，这是由于y轴单位长度更长造成的。

如何使实际绘图窗口相同？

- user1868064

Answer 1

编辑

更简单的解决方案有两种：1）使用cowplot包（参见此处的答案）；或者2）使用在github上可用的egg包。

最初的回答已被修改，请参阅上述内容。

# devtools::install_github("baptiste/egg")
library(egg)
library(grid)

g = ggarrange(x1, x2, x3, x4, ncol = 2)
grid.newpage()
grid.draw(g)

最初的回答

小修改：更新代码。

如果您想保留坐标轴标签，那么通过一些调整，并从这里借用代码，可以完成此任务。

library(ggplot2)
library(gtable)
library(grid)
library(gridExtra)

# Get the widths
gA <- ggplotGrob(x1)
gB <- ggplotGrob(x2)
gC <- ggplotGrob(x3)
gD <- ggplotGrob(x4)
maxWidth = unit.pmax(gA$widths[2:3], gB$widths[2:3], 
                     gC$widths[2:3], gD$widths[2:3])

# Set the widths
gA$widths[2:3] <- maxWidth
gB$widths[2:3] <- maxWidth
gC$widths[2:3] <- maxWidth
gD$widths[2:3] <- maxWidth

# Arrange the four charts
grid.arrange(gA, gB, gC, gD, nrow=2)

备选方案： 将grobs组合成一个grobs有rbind和cbind函数在gtable包中。对于这里的图表，应该使用size = "max"设置宽度，但是CRAN版本的gtable会抛出错误。

一种选择是检查grid.arrange绘图，然后使用size = "first"或size = "last"选项：

# Get the ggplot grobs
gA <- ggplotGrob(x1)  
gB <- ggplotGrob(x2)
gC <- ggplotGrob(x3)
gD <- ggplotGrob(x4)

# Arrange the four charts
grid.arrange(gA, gB, gC, gD, nrow=2)

# Combine the plots   
g = cbind(rbind(gA, gC, size = "last"), rbind(gB, gD, size = "last"), size = "first")

# draw it
grid.newpage()
grid.draw(g)

第二个选项是从gridExtra包中绑定函数。"bind"在这里的意思是将函数与指定的参数组合在一起，以便于后续调用。

# Get the ggplot grobs
gA <- ggplotGrob(x1)  
gB <- ggplotGrob(x2)
gC <- ggplotGrob(x3)
gD <- ggplotGrob(x4)

# Combine the plots
g = cbind.gtable(rbind.gtable(gA, gC, size = "max"), rbind.gtable(gB, gD, size = "max"), size = "max")

# Draw it
grid.newpage()
grid.draw(g)

- Sandy Muspratt

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+1 没想到你可以直接像那样编辑它。非常酷。 - Brandon Bertelsen

同意。非常有帮助。谢谢 Sandy。 - user1868064

如果我想针对高度进行编码，代码会如何更改？我需要查找gtable的哪个组件来提取数据？ - Ankur Chakravarthy

Answer 2

这正是我编写cowplot包的原因所在。在该软件包中，可以用一行代码解决此类问题：

require(cowplot) # loads ggplot2 as dependency
# re-create the four plots
A <- c(1,5,6,7,9)
B <- c(10,56,64,86,98)
C <- c(2001,3333,5678,4345,5345)
D <- c(13446,20336,24333,34345,42345)
L <- c(20,34,45,55,67)
M <- data.frame(L, A, B, C, D)
x1 <- ggplot(M, aes(L, A,xmin=10,ymin=0)) + geom_point() + stat_smooth(method='lm')
x2 <- ggplot(M, aes(L, B,xmin=10,ymin=0)) + geom_point() + stat_smooth(method='lm')
x3 <- ggplot(M, aes(L, C,xmin=10,ymin=0)) + geom_point() + stat_smooth(method='lm')
x4 <- ggplot(M, aes(L, D,xmin=10,ymin=0)) + geom_point() + stat_smooth(method='lm')

# arrange into grid and align
plot_grid(x1, x2, x3, x4, align='vh')

这是结果： （请注意，cowplot更改了默认的ggplot2主题。但如果你真的想要，你可以把灰色主题换回来。）

作为额外功能，您还可以在每个图形的左上角添加绘图标签：

plot_grid(x1, x2, x3, x4, align='vh', labels=c('A', 'B', 'C', 'D'))

结果:

我在几乎每个多部分图表中使用标签选项。

- Claus Wilke

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@Claus，你能否看一下我的类似问题（https://dev59.com/gFwY5IYBdhLWcg3wuZym）并关注一下你的软件包？ - ikashnitsky

@ilya: baptiste的回答 是正确的方法。你可以在最后使用cowplot库中的plot_grid()代替arrangeGrob()函数。详见这里: https://cran.r-project.org/web/packages/cowplot/vignettes/plot_grid.html - Claus Wilke

Answer 3

我会在这个问题中使用分面技术：

library(reshape2)
dat <- melt(M,"L") # When in doubt, melt!

ggplot(dat, aes(L,value)) + 
geom_point() + 
stat_smooth(method="lm") + 
facet_wrap(~variable,ncol=2,scales="free")

注意：对于不熟悉此领域的人，可能会忽略不同面板之间的比例尺不同。

- Brandon Bertelsen

Answer 4

Patchwork 是一个新的包，它使得对多个 ggplot 进行格式化和布局变得非常容易。其中最好的一点是它自动对齐绘图区域。此外，其语法也非常简单。

devtools::install_github("thomasp85/patchwork")
library(patchwork)
x1 + x2 + x3 + x4 + plot_layout(ncol = 2)

更多示例请查看GitHub页面：https://github.com/thomasp85/patchwork

- Michael Harper

Answer 5

如果您正在使用RMarkdown并将其编织为PDF，我有一种替代方法。Knitr提供了在创建PDF时绘制子图的功能，这允许您在一个图中拥有多个图形，每个图形都有自己的标题。

为了使此功能正常工作，每个图必须单独显示。通过将cowplot包中的几个函数组合在一起，我制作了以下函数，可以对齐图形并将它们保持为单独的对象：

plot_grid_split <- function(..., align = "hv", axis= "tblr"){
  aligned_plots <- cowplot::align_plots(..., align=align, axis=axis)
  plots <- lapply(1:length(aligned_plots), function(x){
    cowplot::ggdraw(aligned_plots[[x]])
  })
  invisible(capture.output(plots))
}

这里有一个例子，比较通常布局和使用函数的布局：

---
output: pdf_document
header-includes:
   - \usepackage{subfig}
---

```{r}
plot_grid_split <- function(..., align = "hv", axis= "tblr"){
  aligned_plots <- cowplot::align_plots(..., align=align, axis=axis)
  plots <- lapply(1:length(aligned_plots), function(x){
    cowplot::ggdraw(aligned_plots[[x]])
  })
  invisible(capture.output(plots))
}
```

```{r fig-sub, fig.cap='Four Plots Not Aligned', fig.subcap=c('Plot One', 'Plot Two', 'Plot Three', 'Plot Four'), out.width='.49\\linewidth', fig.asp=1, fig.ncol = 2}  
library(ggplot2) 
plot <- ggplot(iris, aes(Sepal.Length, Sepal.Width, colour = Species)) +
  geom_point()

plot + labs(title = "A nice title")
plot + labs(caption = "A sample caption")
plot + theme(legend.position = "none")
plot + theme(legend.position = "top")
```  

```{r fig-sub-2, fig.cap='Four Plots Aligned', fig.subcap=c('Plot One', 'Plot Two', 'Plot Three', 'Plot Four'), out.width='.49\\linewidth', fig.asp=1, fig.ncol = 2}

x1 <- plot + labs(title = "A nice title")
x2 <- plot + labs(caption = "A sample caption")
x3 <- plot + theme(legend.position = "none")
x4 <- plot + theme(legend.position = "top")

plot_grid_split(x1, x2, x3, x4)
```

• 您可以在此篇文章中了解有关R子图的更多信息。
• 此外，您可以查看knitr选项，以了解有关子图块选项的更多信息：https://yihui.name/knitr/options/

- Michael Harper