R语言

1. 散点图的绘制是在ggplot( )函数的基础上，加上geom_point( )函数即可。

2. 通过使用shpae、size、color等参数可以让R自动针对分组进行颜色和形状的区分。

3. 使用scale_x_reverse( )和scale_y_reverse( )函数可以将坐标轴进行位置调换。

R: The R Project for Statistical Computing

https://www.r-project.org/

IDE:

https://rstudio.com/

注：本文参考R Graphics Cookbook一书第四章与Discovering Statistics Using R第四章第九节

回忆一下中学生活在做一个个函数的时候，折线图（或曲线图）是我们最常见的函数图像，它可以生动地反映随x数据的增长y数据的变化。在ggplot( )函数中，我们可以添加geom_line( )从而实现折线图的绘制。同样的，我们先使用R语言内置的数据进行基础折线图的绘制。这次我们使用BOD数据，可以看到这个数据组只有两列数据，那么我们可以直接以Time为x轴，demand为y轴，作出如下图的折线图。

基本折线图

仔细观察我们做出来的折线图，不难发现它的y轴根据我们数据的最小值和最大值进行了变更。有时候我们需要一个“完整”的y轴，想自己对它的最小值和最大值进行设定，那么我们可以采用xlim( )和ylim( )对坐标轴的数值范围进行更改。比如，我们让y轴的最小值变为0，最大值变为25，那么我们使用ylim(0, 25)就可以进行更改了。

更改坐标轴范围

有人会想说，我想要数据点展示在这个折线上，是不是采用geom_point( )就可以了？没错！回想一下我们R绘制图表介绍中所讲的，它其实是一个个图层的叠加，因此我们直接添加这个geom_point( )叠加上去即可。而我们的geom_line( )函数是依据数据x轴从左到右的大小顺序进行连线，因此不用担心它会连错位置。但是有的研究可能就需要“乱连”，比如某语言的接触过程，在使用ggplot2包中的地图进行路径绘制的时候，肯定不全是从左往右的顺序依次连接，很有可能会路径乱跳，这时候我们就需要其他函数，如geom_path( )，这个我们之后再谈。

带数据点的折线图

既然一个图里可以画一个折线，那么肯定也可以画多个折线，这个在我们之前ggplot2图包讲解示例中曾经介绍过，与散点图一样，直接使用size、color等来区分不同的数据即可。为了实验，我们可以借助plyr包中的ToothGrowth数据进行分析。因为ToothGrowth中的数据并不是线性关系，因此我们需要进行数据整理，这里我们直接食用plyr包中的ddply( )函数，它可以一次性地完成对数据框的拆分、函数运算、重新整合的步骤。我们首先观察下ToothGrowth中的数据。

ToothGrowth数据

我们对这个数据框中的supp和dose的每行数据都使用summarise( )函数，对len数据使用mean( )函数，这样我们就可以得到一个新的数据框。然后，根据我们散点图的经验，我以supp为不同的分组，我可以使用linetype来区分，也可以使用color来区分，从而描绘dose和len的折线图，得到的结果正如我们所想。

颜色分组的折线图

至此，我们就完成了对折线图中最基本对数据操作，同样的，折线图还有很多内容我们尚未开发，这留待以后学到统计方面的内容后进行统一解释。下面我们以声调为例，来尝试作出双字调的声调图。

我们在之前的图像初阶的介绍中，曾经使用散点图画出了语调的趋势，现在我们回顾一下做法。首先，我们的声调、语调等基频数据，因为采集点的原因，都是属于wide format的数据，因此为了方便进行绘图制作，我们需要把它们转变为long format，可以使用以前我们介绍的reshape2包，然后将其中的字符串们变为factor，这样R就会自动帮我们分门别类，如，让它了解到我们的数据中有少个男性，多少个女性，或者多少个targets。

wide format数据

整理好数据后，我们就可以画图了。既然我们这次变为折线图，带数据点，那么我们就可以直接在原来的基础上加上geom_line( )函数就行，这就是我们之前画的语调的图。

图形初阶中介绍的图

那么我们可以如法炮制出声调曲线图。为了方便，我这次使用的声调数据依旧是半音值数据，而没有转换为五度值或z-score (LZ)。那么顺序一样，我们首先加载数据，对数据进行整理，设定好需要的因子。比如我考察了不同性别读四种双音节词的声调情况，那么我需要把性别和四类双音节词变为factor，好让R进行汇总，然后我们就可以画出对应的图了。

带数据点的折线图

画出来后我们发现，好像和我们想象的有点不一样。我们的双字组声调，应当是分开的，怎么把我两个字的都连在一起了呢？其实这和我们数据读取有关，我们返回去看一看read.table( )函数的设定。

read.table( )函数

仔细观察我们可以看到，在该函数中，有一个blank.lines.skip参数，它的意思是读取时是否要跳过空白行，默认是TRUE，也就是说默认跳过空白行。很显然，我们的声调数据中，空白行的作用就像是分开不同的词，因此，我们必须要保留，那么我们就需要在读取的时候设定好blank.lines.skip=FALSE就好了，然后我们来继续重新走一遍程序，看能不能实现两个字分开的声调曲线图。

设定blank.lines.skip=FALSE

奇怪的事情发生了：我们明明设置好不要跳过空白行，为什么最后画出来的图还是没有空隙呢？代码并没有报错，说明不是代码的问题。这时候我们返回查验数据，我们可以看到，我们一般在设置的时候，并不会给空白列设置一个列名称。而对于程序语言来说，只有告诉了它名字，它才会知道这是在做什么。因此，我们需要按顺序把空白行也设置好名字，这样在画图的时候，说起来是跳过了这个空白段，其实是让ggplot( )函数按照顺序“画”了空白段，而在观感上就像是跳过一样。

给空白列按顺序标签

这下我们再跑一次程序，可以看到声调图被完美地画了出来。同样的，我们可以画出类似的语调图。保存我们写好的脚本，在这之后你的研究中，肯定会遇到这些因素下的声调、语调作图情况，直接运行脚本，让电脑为你完成一切，你会感觉到做科研原来是这么有趣。

声调曲线图