如何为布尔矩阵构建类似填字游戏的图

Question

我有一个布尔矩阵：

mm <- structure(c(TRUE, TRUE, TRUE, FALSE, TRUE, FALSE, TRUE, FALSE, 
                  FALSE, FALSE, TRUE, TRUE, TRUE, TRUE, TRUE, FALSE, FALSE, TRUE, 
                  FALSE, FALSE, FALSE, TRUE, TRUE, TRUE, TRUE, FALSE, FALSE, FALSE, 
                  FALSE, FALSE, TRUE, TRUE, TRUE, TRUE, TRUE, FALSE, FALSE, FALSE, 
                  FALSE, FALSE, TRUE, TRUE, TRUE, TRUE, TRUE, FALSE, FALSE, FALSE, 
                  FALSE, FALSE, FALSE, FALSE, FALSE, FALSE, FALSE, TRUE, TRUE, 
                  TRUE, TRUE, TRUE, FALSE, FALSE, FALSE, FALSE, FALSE, TRUE, TRUE, 
                  TRUE, TRUE, FALSE, TRUE, FALSE, FALSE, FALSE, FALSE, TRUE, TRUE, 
                  TRUE, TRUE, TRUE, FALSE, FALSE, FALSE, FALSE, FALSE, TRUE, TRUE, 
                  TRUE, TRUE, TRUE, FALSE, FALSE, FALSE, FALSE, FALSE, TRUE, TRUE, 
                  TRUE, TRUE, TRUE), .Dim = c(10L, 10L), .Dimnames = list(NULL, 
                                                                          c("n1", "n2", "n3", "n4", "n5", "n1.1", "n2.1", "n3.1", "n4.1", 
                                                                            "n5.1")))

对于这个矩阵，我想制作一个类似于这个的图：

（图片取自 Matlab 的类似问题：How can I display a 2D binary matrix as a black & white plot?）

也许我遗漏了一些明显的东西，但我没有看到如何在 R 中做到这一点的简单方法。到目前为止，我最好的尝试是基于 barplot：

m1 <- matrix(TRUE,ncol=10,nrow=10)
barplot(m1,col=mm)

但它使所有行都具有相同的颜色。

欢迎提出意见

Answer 1

您可以使用 ggplot2 的 geom_tile 和 reshape2 的 melt 来做到这一点：

library(ggplot2)
library(reshape2)

melted <- melt(mm)
ggplot(melted, aes(x = Var2, y = Var1, fill = value)) + geom_tile() +
    scale_fill_manual(values = c("white", "black"))

为了使它更整洁，您可以通过对主题进行一些调整来删除图例和灰色边缘：

ggplot(melted, aes(x = Var2, y = Var1, fill = value)) + geom_tile() +
    scale_fill_manual(values = c("white", "black")) +
    theme_bw() +
    theme(legend.position = "none")

最终输出：

Answer 2

这里还有一些完善图形选项的方法。

1. 带有rect的基本图形：

   plot.new()
   par(mar=rep(0, 4))
   plot.window(xlim=c(0, ncol(mm)), ylim=c(0, nrow(mm)), asp=1)
   o <- cbind(c(row(mm)), c(col(mm))) - 1
   rect(o[, 1], o[, 2], o[, 1] + 1, o[, 2] + 1, col=t(mm)[, ncol(mm):1])
   

2. lattice::levelplot 和latticeExtra：

   library(latticeExtra)
   levelplot(t(mm)[, ncol(mm):1], asp=1, scales='sliced', 
             col.regions=c('white', 'black'), margin=FALSE, colorkey=FALSE) + 
     layer(panel.grid(h=nrow(mm)-1, v=ncol(mm)-1, col=1))
   

3. rasterVis::levelplot、raster 和 latticeExtra：

   library(rasterVis)
   library(latticeExtra)
   levelplot(raster(mm), col.regions=c('white', 'black'), 
             margin=FALSE, colorkey=FALSE) + 
     layer(panel.grid(h=nrow(mm)-1, v=ncol(mm)-1, col=1))
   

4. sp::spplot、raster 和 latticeExtra：

   library(raster)
   library(latticeExtra)
   spplot(raster(mm), colorkey=FALSE, col.regions=c('white', 'black')) +
     layer(panel.grid(h=nrow(mm)-1, v=ncol(mm)-1, col=1))
   

5. raster

   设置图形设备的尺寸以使raster 不会在预期的 x 和 y 限制之外绘制其他（部分）单元格可能有点繁琐。使用这种方法时，如果目标是导出到例如png，我首先绘制到windows/x11/quartz 并调整窗口大小，直到绘制区域符合我的预期，然后使用dev.size() 查询设备尺寸并使用这些值来确定尺寸比用于绘制到png。

   plot(raster(mm), legend=FALSE, col=c('white', 'black'))
   abline(h=seq(0, 1, len=nrow(mm) + 1), 
          v=seq(0, 1, len=ncol(mm) + 1))
   

Answer 3

这是一种使用qheat 包装qdap 包中的ggplot2 的方法：

library(qdap)
qheat(t(data.frame(mm)), by.column=NULL, high="black", text.color =NA,
    grid="grey20") + guides(fill=FALSE)

Answer 4

这是使用graphics 包中的plot 的方法：

plot(rep(1:10, each = 10), rep(-(1:10), 10), axes = FALSE, ann = FALSE,
     pch = ifelse(mm, 0, 15), cex = 6, asp = 1, xpd = NA)