ggplot2 跨越组中的嵌套构面

Question

我遇到了一种情况，我想创建一个由三个分组变量分面的图。为此，我只需使用facet_grid(f1 ~ f2 + f3)，但这里的问题是 f2 的标签将是多余的，最好让它们跨越嵌套在 f2 中的 f3 的方面。

MWE：

library('tibble')
library('ggplot2')
df <- tribble(
  ~x, ~y, ~f1, ~f2, ~f3,
  0.5, 0.5, "a", "a", "a",
  0.5, 0.5, "b", "a", "a",
  0.5, 0.5, "a", "b", "a",
  0.5, 0.5, "b", "b", "a",
  0.5, 0.5, "a", "a", "b",
  0.5, 0.5, "b", "a", "b",
  0.5, 0.5, "a", "b", "b",
  0.5, 0.5, "b", "b", "b"
)


p <- ggplot(df, aes(x = x, y = y)) +
  geom_point() +
  facet_grid(f1 ~ f2 + f3)

再次，我希望将 f2 的标签组合起来，这样它们就不会那么多余了。

编辑：这与其他问题的不同之处在于它询问如何使用现有分组来修改构面，而不是添加新的构面。

Answer 1

很抱歉破坏了这个线程和无意的自我推销，但我尝试将它推广到 facet_nested() 函数，它可以在 ggh4x 包中找到。

该功能没有经过广泛测试，但我认为它可能对人们有些方便。也许会从中得到一些好的反馈。

我在这个函数中做了另外两个修改，超出了分组条的范围。一是它不会自动扩展缺失的变量。这是因为我认为嵌套构面应该能够与非嵌套构面共存，而在使用两个 data.frame 进行绘图时，vars() 中的第二个或更多参数没有任何条目。第二个是它从外到内对条进行排序，因此即使设置了switch，内也比外更靠近面板。

假设df 是上述问题中的df，则重现此问题中的情节如下：

# library(ggh4x)
p <- ggplot(df, aes(x = x, y = y)) +
  geom_point() +
  facet_nested(f1 ~ f2 + f3)

还有a related question 带有更真实的示例图，假设df 是该问题中的df，其工作原理如下：

p <- ggplot(df, aes("", density)) + 
  geom_boxplot(width=0.7, position=position_dodge(0.7)) + 
  theme_bw() +
  facet_nested(. ~ species + location +  position) +
  theme(panel.spacing=unit(0,"lines"),
        strip.background=element_rect(color="grey30", fill="grey90"),
        panel.border=element_rect(color="grey90"),
        axis.ticks.x=element_blank()) +
  labs(x="")

Answer 2

答案在grid 和gtable 包中。情节中的所有内容都按特定顺序排列，如果您稍微挖掘一下，您可以找到所有内容的位置。

library('gtable')
library('grid')
library('magrittr') # for the %>% that I love so well

# First get the grob
z <- ggplotGrob(p) 

这个操作的最终目的是覆盖顶部的 facet 标签，但诀窍是这两个 facet 都存在于网格空间的同一行上。它们是表中的表（查看名称为“strip”的行，还要注意zeroGrob；这些稍后会有用）：

z
## TableGrob (13 x 14) "layout": 34 grobs
##     z         cells       name                                   grob
## 1   0 ( 1-13, 1-14) background        rect[plot.background..rect.522]
## 2   1 ( 7- 7, 4- 4)  panel-1-1               gTree[panel-1.gTree.292]

                                    ...

## 20  3 ( 7- 7,12-12)   axis-r-1                         zeroGrob[NULL]
## 21  3 ( 9- 9,12-12)   axis-r-2                         zeroGrob[NULL]
## 22  2 ( 6- 6, 4- 4)  strip-t-1                          gtable[strip]
## 23  2 ( 6- 6, 6- 6)  strip-t-2                          gtable[strip]
## 24  2 ( 6- 6, 8- 8)  strip-t-3                          gtable[strip]
## 25  2 ( 6- 6,10-10)  strip-t-4                          gtable[strip]
## 26  2 ( 7- 7,11-11)  strip-r-1                          gtable[strip]
## 27  2 ( 9- 9,11-11)  strip-r-2                          gtable[strip]

                                    ...

## 32  8 ( 3- 3, 4-10)   subtitle  zeroGrob[plot.subtitle..zeroGrob.519]
## 33  9 ( 2- 2, 4-10)      title     zeroGrob[plot.title..zeroGrob.518]
## 34 10 (12-12, 4-10)    caption   zeroGrob[plot.caption..zeroGrob.520]

如果放大第一条，可以看到嵌套结构：

z$grob[[22]]
## TableGrob (2 x 1) "strip": 2 grobs
##   z     cells  name                                 grob
## 1 1 (1-1,1-1) strip absoluteGrob[strip.absoluteGrob.451]
## 2 2 (2-2,1-1) strip absoluteGrob[strip.absoluteGrob.475]

对于每个 grob，我们有一个对象列出了它的绘制顺序 (z)、网格中的位置 (cells)、标签 (name）和几何图形（grob）。

由于我们可以在 gtables 中创建 gtables，我们将使用它来绘制原始图。首先，我们需要在图中找到需要替换的位置。

# Find the location of the strips in the main plot
locations <- grep("strip-t", z$layout$name)

# Filter out the strips (trim = FALSE is important here for positions relative to the main plot)
strip <- gtable_filter(z, "strip-t", trim = FALSE)

# Gathering our positions for the main plot
top <- strip$layout$t[1]
l   <- strip$layout$l[c(1, 3)]
r   <- strip$layout$r[c(2, 4)]

一旦我们有了位置，我们需要创建一个替换表。我们可以使用列表矩阵来做到这一点（是的，这很奇怪。随它去吧）。在我们的例子中，这个矩阵需要有三列和两行，因为有两个方面和它们之间的间隙。由于我们稍后将替换矩阵中的数据，因此我们将使用zeroGrobs 创建一个：

mat   <- matrix(vector("list", length = 6), nrow = 2)
mat[] <- list(zeroGrob())

# The separator for the facets has zero width
res <- gtable_matrix("toprow", mat, unit(c(1, 0, 1), "null"), unit(c(1, 1), "null"))

蒙版分两步创建，覆盖第一个构面组，然后覆盖第二个构面组。在第一部分中，我们使用之前记录的位置从原始图中获取适当的 grob，并将其添加到我们的替换矩阵 res 的顶部，跨越整个长度。然后，我们将该矩阵添加到绘图顶部。

# Adding the first layer
zz <- res %>%
  gtable_add_grob(z$grobs[[locations[1]]]$grobs[[1]], 1, 1, 1, 3) %>%
  gtable_add_grob(z, ., t = top,  l = l[1],  b = top,  r = r[1], name = c("add-strip"))

# Adding the second layer (note the indices)
pp <- gtable_add_grob(res, z$grobs[[locations[3]]]$grobs[[1]], 1, 1, 1, 3) %>%
  gtable_add_grob(zz, ., t = top,  l = l[2],  b = top,  r = r[2], name = c("add-strip"))

# Plotting
grid.newpage()
print(grid.draw(pp))