为条形图定义固定宽度/高度，然后为条形图设置绝对宽度，以及条形图之间的绝对间距，以像素为单位

Question

我想使用ggplot2 生成将遵循严格标准的条形图：

• 它们必须具有特定尺寸（宽度和高度）
• 条形的宽度必须固定（以像素为单位），无论图中碰巧有多少条形
• 必须以像素为单位固定条之间的空间，无论条数如何

我使用 RStudio，它允许在其查看器中进行响应。这意味着当我扩展查看器的边界时，绘图会相应地拉伸，从而增加条形的宽度和它们之间的空间。相反，缩小查看者的边界会使条形变细并减少它们之间的空间。

同样，在查看器的给定边界内，绘制条形图会产生 6 个条形图的条形宽度与只有 2 个条形图时不同。

演示

library(ggplot2)
library(dplyr)

p_all_bars <- 
  mpg %>%
  ggplot(aes(x = class)) +
  geom_bar()

p_two_bars <-
  mpg %>%
  filter(class == "compact" | class == "suv") %>%
  ggplot(aes(x = class)) +
  geom_bar()

p_all_bars

p_two_bars

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如果我保存 both 尺寸为 width = 1000 pixels 和 height = 650 pixels 的图，很明显，条宽 和 条之间的空间都不同于一个图（7 个条) 到另一个（2 个小节）。

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底线

如何设置绘图高度和宽度的绝对值（以像素为单位）以及条形的宽度和条形之间的间距（也以像素为单位）——无论绘图中的条数如何？

Answer 1

ggplot2 能够很好地缩放以适应不同大小的视口，这是它在大多数用例中最重要的资产之一。但是，在这种情况下，您实际上想要在主绘图面板中固定大小的对象，这会使生活变得更加困难。原因是面板尺寸本身不是固定的。相反，它会根据设备尺寸增长和缩小，从而允许绘图的某些其他元素（例如轴元素、文本和标题）保持固定大小。

这是可能的，但并不容易。为此，您需要：

1. 修复整体图的大小（以像素为单位）
2. 将绘图面板的大小固定为总绘图宽度的比例
3. 根据 x 轴上的项目数自动计算条形宽度。

如果您认为这一切听起来太麻烦，那么我可能会同意。如果你想制作很多地块，这是值得的。对于这里或那里的奇数，我可能会沿 x 轴添加虚拟因子水平以保持绘图一致，然后使用成像软件切掉轴上的额外空间。

但是，它是可能的，所以对于它的价值，这里有一个使用编程方法将条固定在 51 像素宽和 6 像素间隙的示例：

library(ggplot2)
library(dplyr)

p_all_bars <- 
  mpg %>%
  ggplot(aes(x = class)) +
  geom_bar() +
  scale_x_discrete(expand = expansion(0, 1/7))

p_two_bars <-
  mpg %>%
  filter(class == "compact" | class == "suv") %>%
  ggplot(aes(x = class)) +
  geom_bar() +
  scale_x_discrete(expand = expansion(mult = 0, 1/2))

two_bars <- ggplot_gtable(ggplot_build(p_two_bars))
all_bars <- ggplot_gtable(ggplot_build(p_all_bars))

all_bars$widths[5] <- unit(14, "cm")
all_bars$widths[1] <- unit(1, "null")
two_bars$widths[5] <- unit(4, "cm")
two_bars$widths[1] <- unit(1, "null")

png("twobars.png", width = 500, height = 500)
plot(two_bars)
dev.off()

png("allbars.png", width = 500, height = 500)
plot(all_bars)
dev.off()

twobars.png

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allbars.png

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编辑

另一种方法是将面板保持在固定宽度并使用coord_cartesian 来保持条形宽度不变。

取如下函数：

library(ggplot2)
library(dplyr)

fixed_bars <- function(data, var, ncols = 6) {
  ncols   <- ncols + 2
  data    <- mutate(data, {{var}} := as.factor({{var}}))
  levs    <- length(levels(pull(data, {{var}})))
  extra   <- ncols - levs
  x_range <- range(as.numeric(pull(data, {{var}}))) + c(-0.5, 0.5) * extra

  ggplot(data, aes(x = {{var}})) +
    geom_bar() +
    coord_cartesian(xlim = x_range)
}

允许以下行为：

mpg %>%
  fixed_bars(class)

mpg %>%
  filter(class == "compact" | class == "suv") %>%
  fixed_bars(class)

^{由reprex package (v0.3.0) 于 2020 年 12 月 24 日创建}