每天一个R语言小技巧（3）——画图中坐标轴相关（标签，范围，原点位置）


本文摘要

  • 问题
      • 1. 画图的时候，明明设置了x轴y轴的范围，为什么坐标轴的长度还是会多出一块呢？
      • 2. 想使原点在图中间或使坐标在图中间交汇，应该咋整捏？
      • 3. 坐标轴上的label朝向应该怎么旋转呢？或者说 参数las应该怎么设置呢？
  • 解决方案
      • 1. 使用 xaxis/yaxis="i"
      • 2. 用axis()重制坐标轴
      • 3. 使用参数las

以后的文章都会加入这个摘要部分，这样就可以直接看到文章中有没有想看的问题了。
吐槽一下，格式问题真的搞得我好累，哎 可爱可恨的markdown…
问题

1. 画图的时候，明明设置了x轴y轴的范围，为什么坐标轴的长度还是会多出一块呢？

失败案例：plot(runif(10,0,10),type="l",xlim=c(0,10),ylim=c(0,10))

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2. 想使原点在图中间或使坐标在图中间交汇，应该咋整捏？

错误示例：plot(-10:9,runif(20,-10,10),type="l",xlim=c(-10,10),ylim=c(-10,10))

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期望的效果：

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3. 坐标轴上的label朝向应该怎么旋转呢？或者说 参数las应该怎么设置呢？

解决方案

1. 使用 xaxis/yaxis=“i”

在R中默认会画出增加4%的坐标轴，如果想画出正好是xlim或ylim的长度，可以使用 xaxis/yaxis="i"
示例代码： plot(runif(10,0,10),type="l",xlim=c(0,10),ylim=c(0,10),yaxs="i",xaxs="i")

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2. 用axis()重制坐标轴

为了完成问题2的任务，我们需要在原图的基础上重新画坐标。
简单的介绍以下几个函数及概念。

  • 低级画图函数： 需要在已有图/画布上才能发挥作用的函数，例如：rect(), text(), lines()…
    区分低级画图函数与画图函数：函数中带plot四个字母的就肯定不是低级的！例如xyplot(), boxplot(),barplot()…
  • axis()： 画坐标轴的低级函数，可以最大程度的实现坐标轴自定义效果。
  • plot.new(): 用于创建新画布。在创建新画布后，低级函数就可以发挥作用了。
    （故低级函数只能搭配plot.new()使用，或者是与已有的plot搭配进行图的再加工）
  • plot.window(): 定义画布的坐标系统，参数必须包括 xlim/ylim。该函数一般和plot.new()搭配使用。

Ps: 若只使用plot.new()而不用plot.window()，则会创建 坐标系统则为xlim=ylim=c(0,1)的单位画布
Ps2: 为了便于理解，我才引入“画布”这个词，这并不是一个官方的叫法，事实上我并不清楚这个东西到底是怎么称呼。。

了解了以上内容之后，可以想到将坐标原点放在画布中间这个任务可以使用

  • 新建画布
  • 定义坐标系统
  • 绘制坐标轴
  • 绘制图案

这样的流程来完成。

代码实现:

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plot.new()
plot.window(xlim=c(-10,10),ylim=c(-10,10))
lines(-9:9,runif(19,-10,10),col="red")
axis(1,pos=0)
axis(2,pos=0)

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3. 使用参数las

在上图中，坐标轴的label是不是相当难受了，应该如何旋转它呢？

这里我们用到的是参数las， 他有四个值可选：0，1，2，3。
更具体的讲，我把它分成了两个部分。
las=1及las=3：表现的是标签的绝对状态：las=1 为竖直，las=3为水平

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las=0及las=2：表现d的是标签相对坐标轴的方向：
las=0为标签垂直与坐标轴，las=2为标签平行于坐标轴。

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另：附上图的代码

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# 第一组
par(mfrow=c(1,2))
par(mai=c(0.5,0.4,0.4,0.2))
plot(0:5,las=1,ann=F)
title(main="las=1")
par(mai=c(0.4,0.4,0.4,0.2))
plot(0:5,las=3,ann=F)
title(main="las=3")

#第二组
par(mfrow=c(1,2))
par(mai=c(0.5,0.4,0.4,0.2))
plot(0:5,las=0,ann=F)
title(main="las=0")
par(mai=c(0.5,0.4,0.4,0.2))
plot(0:5,las=2,ann=F)
title(main="las=2")

回到上面问题二的图，怎么能让原点在中间的坐标轴更加美观呢？

  • 使用axis()中的at参数, 将坐标轴的标签位置固定
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plot.new()
plot.window(xlim=c(-10,10),ylim=c(-10,10))
lines(-9:9,runif(19,-10,10),col="red")
axis(1,pos=0,at=c(-10,-5,5,10))
axis(2,pos=0,at=c(-10,-5,5,10),las=1)

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  • 当然，标签内容可用labels参数进行自定义
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plot.new()
plot.window(xlim=c(-10,10),ylim=c(-10,10))
lines(-9:9,runif(19,-10,10),col="red")
axis(1,pos=0,at=c(-10,-5,5,10),labels=c("Day 1","Day 2","Day 3","Day 4"))
axis(2,pos=0,at=c(-10,-5,5,10),las=1)

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