ggplot2绘图系统——扩展包ggrepel、ggsci、gganimate、ggpubr等

部分扩展包可在CRAN直接下载，有些需借助devtools包从Github下载。

1. ggrepel包

用来在图上添加文字和标签，相比geom_text和geom_label函数，能将重叠的标签分开，并添加指示短横线。

library(ggrepel)
ggplot(mtcars,aes(wt,mpg))+geom_point(color='red')+
  geom_text_repel(aes(label=rownames(mtcars)),
                  segment.color = 'blue')+
  theme_classic(base_size = 16)

2. ggsci包

肖楠作品，针对科研人员的包，满足不同杂志风格的配色，包括十几种配色方案。

基本配色函数：

Lancet配色示例。

library(ggsci)
p1 <- ggplot(subset(diamonds,carat>=2.2),aes(x=table,y=price,color=cut))+
  geom_point(alpha=0.7)+
  geom_smooth(method = 'loess',alpha=0.05,size=1,span=1)+
  theme_bw()
a <- p1+scale_color_lancet()

p2 <- ggplot(subset(diamonds,carat>2.2&depth>55&depth<70),
             aes(x=depth,fill=cut))+
  geom_histogram(color='black',binwidth = 1,position = 'dodge')+
  theme_bw()
b <- p2+scale_fill_lancet()

grid.arrange(a,b,ncol=2)

JCO配色风格示例。

c <- p1+scale_color_jco()
d <- p2+scale_fill_jco()
grid.arrange(c,d,ncol=2)

3. gganimate包

绘制动态图（将静态的png、jpeg图片转化成动态的gif文件）。

使用gganimate前，需在本机上先安装ImageMagick软件（专用于图片编辑、合成、转换及其他处理的软件）。

library(gganimate)
date <- as.character(economics$date)
economics$year <- substr(date,1,4) #提取年份
p <- ggplot(economics,aes(date,uempmed,size=unempoly,
                          frame=year))+#必须参数，展示每一帧名称
  geom_point()
gganimate(p)

aq <- airquality
aq$date <- as.Date(paste(1973,aq$Month,aq$Day,sep = '-'))
p2 <- ggplot(aq,aes(date,Temp,frame=Month,
                    cumulative=TRUE))+ #叠加显示，而非单独显示每一帧
  geom_line()
gganimate(p2,title_frame=FALSE)

4. ggpubr包

快速生成论文发表级的统计图形。

两两比较盒形图

library(ggpubr)
data('ToothGrowth')
df <- ToothGrowth
p <- ggboxplot(df,
               x='dose',
               y='len',
               color = 'dose',#颜色映射变量
               palette = c('#00AFBB','#E7B800','#FC4E07'), #盒形颜色取值
               add = 'jitter', #点扰动
               shape='dose' #扰动点形状
               )
p
#代码风格更偏向于基础包，注意传入的变量都是字符串形式


#######统计学差异绘图

#定义哪些组两两比较
my_comparisons <- list(c('0.5','1'),c('1','2'),c('0.5','2'))
#添加组间比较p值
b <- p+stat_compare_means(comparisons = my_comparisons)+
  stat_compare_means(label.y = 50) #p值位置

grid.arrange(p,b,ncol=2)

小提琴图

ggviolin(df,
         x='dose',
         y='len',
         fill = 'dose',
         palette = c('#00AFBB','#E7B800','#FC4E07'), 
         add = 'boxplot', #添加盒形图
         add.params = list(fill='white'))+
         #定义后添加图形的属性，这里定义盒形图填充色
  stat_compare_means(comparisons = my_comparisons,
                     label = 'p.signif') +#以显著程度展示，而非p
  stat_compare_means(label.y=50) #总体比较p值位置

条形图和滑珠图
滑珠图是条形图一种变形。
示例比较。

mtcars$name <- rownames(mtcars)
mtcars$cyl <- as.factor(mtcars$cyl)

#条形图
a <- ggbarplot(mtcars,x='name',y='mpg',
          fill = 'cyl',
          color='white',
          palette = 'lancet', #配色风格，JCO
          sort.val = 'desc', #对y变量降序
          sort.by.groups = FALSE, #各组不分开排列
          x.text.angle=90
          )

#滑珠图
b <- ggdotchart(mtcars,x='name',y='mpg',
                color = 'cyl',
                palette = 'jco',
                sorting = 'ascending', #升序排列
                add = 'segments', #添加线段，使之成为滑珠图
                ggtheme = theme_pubr() #图形整体风格
                )
grid.arrange(a,b,ncol=2)

改善后的滑珠图。

ggdotchart(mtcars,x='name',y='mpg',
           color = 'cyl',
           palette = c('#00AFBB','#E7B800','#FC4E07'),
           sorting = 'descending', 
           add = 'segments', 
           rotate = TRUE,
           group = 'cyl', #各亚组分开
           dot.size = 6, #散点大小
           label = round(mtcars$mpg),#mpg值作为散点标签
           font.label = list(color='white',size=9,vjust=0.5),
           #定义散点其他属性
           ggtheme = theme_pubr() 
)

5. 其他扩展包

• ggfortify包
• ggforce包
  对ggplot2几何对象进行了扩展，加入arcs、curves等几何对象，更方便绘制饼图、弧形等。
• ggradar包
  雷达图/蜘蛛图。
• ggnetwork包
  社交网络数据可视化。