在ggplot中添加多个功能区

Question

我有一个带有 3 条丝带的 ggplot。我可以使用以下代码生成此图：

library(ggplot2)
library(RColorBrewer)

data <- data.frame(
  date = seq.Date(as.Date("2018-01-01"), as.Date("2018-01-31"), by= "days"), 
  value = runif(min = 0, max = 1, n = 31) 
)


breaks <- c(0.1, 0.2, 0.3)
reds <- brewer.pal(3, "Reds")


pl <- ggplot2::ggplot(data = data,
                      aes(x = date, y = value)) +

  geom_ribbon(
    aes(
      x = date,
      ymin = value * (1 - breaks[1]),
      ymax = value * (1 + breaks[1])
    ),
    fill = reds[3],
    alpha = 0.4
  )  +

  geom_ribbon(
    aes(
      x = date,
      ymin = value * (1 - breaks[2]),
      ymax = value * (1 + breaks[2])
    ),
    fill = reds[2],
    alpha = 0.4
  )  +

  geom_ribbon(
    aes(
      x = date,
      ymin = value * (1 - breaks[2]),
      ymax = value * (1 + breaks[2])
    ),
    fill = reds[1],
    alpha = 0.4
  )  +

  geom_line(size = 1); pl

这完美地工作并且做我想要的。

我的问题是如何概括代码中的功能区数量。如果我想添加一个新功能区，我可以复制/粘贴我的代码，但这不是我想要的...我只想扩展中断向量 (c(0.1, 0.2, 0.3, 0.4)) 然后是绘图应该自动包含 4 个色带（甚至更多）。在我的情况下，后面的情节将由一个函数产生。这个函数应该只包含中断（和数据）作为参数。

我想我可以用围绕 geom_ribbon 的 for 循环来做到这一点，并将结果存储在一个列表中。但我没有成功:-(

有人知道吗？提前非常感谢！

Answer 1

这基本上是@camille 答案的base 版本（我在撰写时没有看到）。反正也可以发一下...

ggplot(data = data, aes(x = date, y = value)) +
  geom_line(size = 1) +
  geom_ribbon(data = merge(expand.grid(date = data$date, breaks = breaks), data), 
              aes(ymin = value * (1 - breaks), ymax = value * (1 + breaks),
                  fill = factor(breaks, levels = rev(unique(breaks)))), alpha = 0.4) +
 scale_fill_brewer(palette = "Reds")

Answer 2

我的第一个直觉是制作一个长数据集，其中 breaks 作为新列作为另一个答案。但是，您可以在循环中添加层。

添加带有循环的层可能会很棘手，因为 ggplot2 会延迟评估直到绘图被渲染（参见解释 here）。我们可以通过 tidyeval 代码使用“取消引用”来强制评估。

你会看到我循环遍历中断的数量并为每个中断添加一个层，但通过取消引用 !! 来强制评估。

你会看到我还使用rev() 来反转调色板。

reds = brewer.pal(length(breaks), "Reds")

p1 = ggplot(data = data,
               aes(x = date, y = value))
for(i in 1:length(breaks)) {
    p1 = p1 + geom_ribbon( aes(ymin = value*(1 - !!breaks[i]),
                          ymax = value*(1 + !!breaks[i])),
                      fill = rev(reds)[i],
                      alpha = .4)
}
p1 + geom_line(size = 1)

Answer 3

如果您将中断作为数据集的一部分，您可以重新调整数据的形状，使中断成为一个变量，然后您可以将其分配给美学——在本例中为填充。我记得不久前回答过a similar question，虽然那个计算实际上更复杂。

为了使breaks 向量成为数据框的一列，我只是将其添加为列表。每个观察值都有相同的中断集。

data %>%
  mutate(brk = list(breaks))
#> # A tibble: 31 x 3
#>    date        value brk      
#>    <date>      <dbl> <list>   
#>  1 2018-01-01 0.0502 <dbl [3]>
#>  2 2018-01-02 0.190  <dbl [3]>
#>  3 2018-01-03 0.409  <dbl [3]>
#>  4 2018-01-04 0.453  <dbl [3]>
#>  5 2018-01-05 0.295  <dbl [3]>
#>  6 2018-01-06 0.170  <dbl [3]>
#>  7 2018-01-07 0.592  <dbl [3]>
#>  8 2018-01-08 0.315  <dbl [3]>
#>  9 2018-01-09 0.118  <dbl [3]>
#> 10 2018-01-10 0.374  <dbl [3]>
#> # ... with 21 more rows

取消嵌套列表列然后分隔这些中断值，以便重复日期值组合，每个中断一次。由于有 3 次中断，因此现在有 3 次行。

data %>%
  mutate(brk = list(breaks)) %>%
  unnest()
#> # A tibble: 93 x 3
#>    date        value   brk
#>    <date>      <dbl> <dbl>
#>  1 2018-01-01 0.0502   0.1
#>  2 2018-01-01 0.0502   0.2
#>  3 2018-01-01 0.0502   0.3
#>  4 2018-01-02 0.190    0.1
#>  5 2018-01-02 0.190    0.2
#>  6 2018-01-02 0.190    0.3
#>  7 2018-01-03 0.409    0.1
#>  8 2018-01-03 0.409    0.2
#>  9 2018-01-03 0.409    0.3
#> 10 2018-01-04 0.453    0.1
#> # ... with 83 more rows

为了方便将这些中断用作离散变量，我创建了一个列，它只是将中断值作为一个因素，并颠倒了它的顺序。这里（以及在我链接到的上一个问题中）棘手的事情是排序。 ggplot 层是在之前的层之上构建的，所以如果最后绘制最宽的丝带，它将阻挡所有较小的丝带。中断的默认顺序是数字顺序，但因为我考虑了它们，所以我可以反转级别，以便首先绘制最宽的 - 0.3 - ，然后在下一层下方分层。

最后，划线：为此，您只需要日期和值，并且不需要像我从取消嵌套中所做的那样重复它们，因此我在geom_line。您可以通过其他方式做到这一点，包括创建两个数据框，一个有重复，一个没有，但我通常更喜欢在一个管道中完成所有事情。

data %>%
  mutate(brk = list(breaks)) %>%
  unnest() %>%
  mutate(brk_fct = as.factor(brk) %>% fct_rev()) %>%
  ggplot(aes(x = date, y = value)) +
    geom_ribbon(aes(ymin = value * (1 - brk), ymax = value * (1 + brk), fill = brk_fct)) +
    geom_line(data = . %>% distinct(date, value)) +
    scale_fill_brewer(palette = "Reds")

^{由reprex package (v0.2.1) 于 2018 年 10 月 5 日创建}