如何用共享轴排列图？

Question

我正在尝试创建具有共享轴和边缘直方图的三个散点图的排列。这看起来应该很简单，但它让我很适合。我尝试过使用 gridExtra 和 gtable 的方法，这两种方法都得到了我想要的总体布局，但对齐和绘图大小都关闭了。

还有许多其他帖子与这个问题相关，我已经尝试了其中许多人的答案，尤其是来自@baptiste here 和 here 的答案。后者控制宽度的方法可能是对齐的关键，但我对它的理解还不够好，无法适应我的问题。

下面是一个最小的工作示例，前面是它的结果。结果有不少问题：

• 右下图比其他两个大。这一直是所有方法的问题，包括 grid.arrange()，我用它放置了一个空白矩形 grob 来平衡散点图。
• maringal 直方图的大小与我对代码的预期不符，即它们的窄尺寸约为散点图宽度大小的 1/4。
• 地块的间距太宽。
• 没有一个边缘直方图与散点图正确对齐。
• 右侧 (c) 的边缘直方图非常窄，以至于它根本不会显示在 png 中，但它确实会显示在 RStudio 绘图查看器中（尽管仍然太窄），但仅在“缩放”时”。

即使坐标轴标签的宽度在图之间发生变化，答案也会正确对齐图的坐标轴，这样可以更适应未来的问题。

library(ggplot2)
library(grid)
library(gtable)
data <- data.frame(a = rnorm(100, 30, 3), b = rnorm(100, 40, 5), c=rnorm(100, 50, 3))
b_a.scatter <- ggplot(data, aes(x=a, y=b)) + geom_point() + coord_equal(ratio=1, xlim=c(0,100), ylim=c(0,100)) +
  theme(
    axis.text.x  = element_blank(),
    axis.title.x = element_blank(),
    axis.ticks.x = element_blank(),
    plot.margin  = unit(c(1,0,-0.5,1), "cm")
  )

c_a.scatter <- ggplot(data, aes(x=a, y=c)) + geom_point() + coord_equal(ratio=1, xlim=c(0,100), ylim=c(0,100)) +
  theme(plot.margin = unit(c(-0.5,0,0.5,1), "cm"))

c_b.scatter <- ggplot(data, aes(x=b, y=c)) + geom_point() + coord_equal(ratio=1, xlim=c(0,100), ylim=c(0,100)) +
  theme(
    axis.text.y  = element_blank(),
    axis.title.y = element_blank(),
    axis.ticks.y = element_blank(),
    plot.margin  = unit(c(-0.5,0,0.5,0), "cm")
  )

a.hist <- ggplot(data, aes(x=a)) + geom_histogram() + coord_equal(xlim=c(0,100), ratio=1/4) +
  theme(
    axis.text.x  = element_blank(),
    axis.title.x = element_blank(),
    axis.ticks.x = element_blank(),
    axis.text.y  = element_blank(),
    axis.title.y = element_blank(),
    axis.ticks.y = element_blank(),
    plot.margin = unit(c(0,0,1,1), "cm")
  )

b.hist <- ggplot(data, aes(x=b)) + geom_histogram() + coord_equal(xlim=c(0,100), ratio=1/4) +
  theme(
    axis.text.x  = element_blank(),
    axis.title.x = element_blank(),
    axis.ticks.x = element_blank(),
    axis.text.y  = element_blank(),
    axis.title.y = element_blank(),
    axis.ticks.y = element_blank(),
    plot.margin = unit(c(0,0,1,0), "cm")
  )

c.hist <- ggplot(data, aes(x=c)) + geom_histogram() + coord_flip(xlim=c(0,100)) +
  theme(
    axis.text.x  = element_blank(),
    axis.title.x = element_blank(),
    axis.ticks.x = element_blank(),
    plot.margin = unit(c(0,1,0,0), "cm")
  )

blankPanel <- grid.rect(gp=gpar(col="white"))

gt <- gtable(widths  = unit(rep(1,9), "null"),
             heights = unit(rep(1,9), "null"),
             respect=T)
gl <- list(ggplotGrob(b_a.scatter),
             ggplotGrob(c_a.scatter), ggplotGrob(c_b.scatter), ggplotGrob(c.hist),
             ggplotGrob(a.hist), ggplotGrob(b.hist))

gt <- gtable_add_grob(gt, gl,
                l=c(1,1,5,9,1,5),
                r=c(4,4,8,9,4,8),
                t=c(1,5,5,5,9,9),
                b=c(4,8,8,8,9,9))

grid.newpage()
png('multiplot.png')
grid.draw(gt)
dev.off()

Answer 1

这是一种方法：使用 rbind 逐列组合图形，然后对三列进行 cbind。为空单元格提供了虚拟 gtable，它们仅包含布局信息。

library(ggplot2)
library(gtable)
d <- data.frame(a = rnorm(100, 30, 3), 
                b = rnorm(100, 40, 5), 
                c=rnorm(100, 50, 3))

theme_set(theme_bw() + 
            theme(plot.background=element_rect(colour="red",size = 2)))
## define simpler plots
a <- ggplot(d, aes(x=a, y=b)) + geom_point() + xlim(0,100)+ ylim(0,90)
b <- ggplot(d, aes(x=a, y=c)) + geom_point() + xlim(0,100) + ylim(0,90)
c <- ggplot(d, aes(x=b, y=c)) + geom_point() + xlim(0,100) + ylim(0,90)
ah <- ggplot(d, aes(x=a)) + geom_histogram() + 
  xlim(0,100)+ ylim(0,2000000) 
bh <- ggplot(d, aes(x=b)) + geom_histogram() + 
  xlim(0,100) + ylim(0,2000000) 
ch <- ggplot(d, aes(x=c)) + geom_histogram() + 
  coord_flip(xlim=c(0,200000))

pl <- lapply(list(a,b,c,ah,bh,ch), ggplotGrob)

## function to create a dummy table (no grobs, zero size) of the right dim for (r/c)bind
dummy_gtable <- function(g){
  gtable(widths=unit(rep(0,ncol(g)), 'null'), heights=unit(rep(0, nrow(g)), 'null'))
}

left <- rbind(pl[[1]],pl[[2]],pl[[4]])
middle <- rbind(dummy_gtable(pl[[1]]),pl[[3]],pl[[5]])
right <- rbind(dummy_gtable(pl[[1]]),pl[[6]], dummy_gtable(pl[[5]]))
grid.newpage()
grid.draw(cbind(left, middle, right))

请注意，我使用my experimental fork of gtable 中的cbind 和rbind，因为发布的版本不使用unit.pmax 作为宽度和高度的单位比较。可以从 another question 借用自定义函数以继续使用稳定的 gtable 版本。