手动将图例添加到 R/ggplot2 图而不干扰图

Question

问题：是否可以向与情节本身无关的情节添加图例，并且 - 至关重要的是 - 不会干扰情节中的颜色？

解释

我拥有传奇所需的所有信息。 特别是，我有颜色的十六进制代码和标签。 我不在乎显示什么形状（线、点，以最简单的为准）。

我希望这应该可以解决问题（这是一个非常简化的最小工作示例）：

the_colors <- c("#e6194b", "#3cb44b", "#ffe119", "#0082c8", "#f58231", "#911eb4", "#46f0f0", "#f032e6", 
                "#d2f53c", "#fabebe", "#008080", "#e6beff", "#aa6e28", "#fffac8", "#800000", "#aaffc3", 
                "#808000", "#ffd8b1", "#000080", "#808080", "#ffffff", "#000000")
the_labels <- c("01", "02", "03", "04", "05", "06", "07", "08", "09", "10")

the_df <- data.frame("col1"=c(1, 2, 2, 1), "col2"=c(2, 2, 1, 1), "col3"=c(1, 2, 3, 4))

the_plot <- ggplot() + geom_point(data=the_df, aes(x=col1, y=col2), color=the_colors[[4]])

the_plot <- the_plot +
  scale_color_manual("Line.Color", values=the_colors[1:length(the_labels)],
                      labels=the_labels)

不幸的是，它甚至不会显示图例。

遵守规则，并在aesthetics元素中包含color参数，我可以让它显示一个图例。

the_plot <- ggplot() + geom_point(data=the_df, aes(x=col1, y=col2, color=the_colors[[4]]))

但是，当然，它不会再认真对待作为color参数 () 传递的值，而是将其解释为某种标签，并将这些数据点的颜色更改为the_colors列表中的第一个颜色。 同时，它只会在传说中包含这个，地狱似乎没有办法说服它也包含其他。

在其他语言中，这非常容易。 在 R/ggplot2 中，这似乎非常困难。

我想这样做的原因：我想要一个不会干扰我情节中颜色的图例。 这有时非常不方便。 也没有更深层次的原因说明图例必须弄乱图中的颜色，只是这就是它在 R/ggplot2 中的实现方式。

方法：我希望有一种方法可以通过仍然将其视为传奇来轻松做到这一点。 否则，可能会添加一个带有一些颜色点和一些文本的框，从而从头开始构建图例。

其他问题：有很多其他问题在问同样的事情。 答案确实提出了解决 OP 的具体问题的变通方法（通常通过应用melt()左右），而不提供所提出问题的解决方案（如何手动添加图例而不会弄乱情节）。 例如这里和这里。 这不是我感兴趣的。我想知道是否可以在任意情节中添加任意图例，如果可以，如何添加。

软件： R 3.6.3，ggplot2 3.2.1

编辑（2020 年 3 月 30 日）：

解决方案：如下面@Tjebo 的回答所述，可以使用scale_color_identity创建一个与绘图合理独立并定义绘图中未显示的附加数据系列的scale_color_identity 。 使用@Tjebo 的答案中的选项 #1，我可以解决我眼前的问题：

the_colors <- sort(c("#e6194b", "#3cb44b", "#ffe119", "#0082c8", "#f58231", "#911eb4", "#46f0f0", "#f032e6", 
            "#d2f53c", "#fabebe", "#008080", "#e6beff", "#aa6e28", "#fffac8", "#800000", "#aaffc3", 
            "#808000", "#ffd8b1", "#000080", "#808080"))

color_df <- data.frame(the_colors=the_colors[1:length(the_labels)], the_labels=the_labels)

the_df <- data.frame("col1"=c(1, 2, 2, 1), "col2"=c(2, 2, 1, 1), "col3"=c(1, 2, 3, 4))

the_plot <- ggplot() + 
    geom_point(data = color_df, aes(x = the_df$col1[[1]], y = the_df$col2[[1]], color = the_colors)) +
    scale_color_identity(guide = 'legend', labels = color_df$the_labels) 

the_plot <- the_plot +
  geom_point(data=the_df, aes(x=col1, y=col2), color=the_colors[[4]]) 

print(the_plot)

解决方案的说明：更一般地说，正如 Tjebo 所解释的那样，它将情节与图例分开。 传奇仍然需要一个情节。 这是首先构建的：

the_plot <- ggplot() + 
  geom_point(data = color_df, aes(x = the_df$col1[[1]], y = the_df$col2[[1]], color = the_colors)) +
  scale_color_identity(guide = 'legend', labels = color_df$the_labels)

这样创建的绘图仍然具有错误的颜色，但选择了这些点，以便通过添加我实际想要以适当颜色显示的绘图来隐藏它们：

the_plot <- the_plot + 
  geom_point(data=the_df, aes(x=col1, y=col2), color=the_colors[[4]])

它也很灵活，可以在the_colors变量中预定义的任何颜色中添加更多数据系列：

the_plot <- the_plot +
  geom_point(data=the_df, aes(x=col1, y=col3), color=the_colors[[6]]) 

（注意：如果颜色被定义为数据框中的第三列，数据系列也可以一次绘制。我只是想指出解决方案是灵活的，以后可以修改绘图而不会干扰图中已经排列的数据点的图例或颜色。）

编辑 2（2020 年 3 月 30 日），附加说明：使用此解决方案，图例将按其十六进制代码对颜色进行排序。 我无法开始理解为什么它会这样做，但确实如此。 因此，为了使图例中的颜色与预期颜色匹配，应事先对十六进制代码的向量进行排序（如上面的代码中所做的那样）。

像这样的意外行为在 R 和 ggplot2 的正常使用中不会成为问题（您让 ggplot2 为您做图例并严格限制自己使用的设计）。 这个解决方案基本上是一个关于如何在 ggplot2 中使用图例的黑客（不幸的是非常严格）。 因此，此 hack 可能会在 ggplot 或 R 的未来版本中中断。

Answer 1

也许这就是你想要的......图 1 绝对不是一种聪明的 ggplot-y 绘图方式（本质上，你没有可视化数据的维度）。 在另一个选项下面（图 2）...

下面 - 创建新的数据框并使用scale_color_identity 。 使用第二个图的数据点，它排在第二位并覆盖第一个图，因此该点消失了。

library(tidyverse)
the_colors <- c("#e6194b", "#3cb44b", "#ffe119", "#0082c8", "#f58231", "#911eb4", "#46f0f0", "#f032e6", 
                "#d2f53c", "#fabebe", "#008080", "#e6beff", "#aa6e28", "#fffac8", "#800000", "#aaffc3", 
                "#808000", "#ffd8b1", "#000080", "#808080", "#ffffff", "#000000")

color_df <- data.frame(the_colors, the_labels = seq_along(the_colors))

the_df <- data.frame("col1"=c(1, 2, 2, 1), "col2"=c(2, 2, 1, 1), "col3"=c(1, 2, 3, 4))

#the_plot <- 
  ggplot() + 
    geom_point(data = color_df, aes(x = the_df$col1[[1]], y = the_df$col2[[1]], color = the_colors)) +
    scale_color_identity(guide = 'legend', labels = color_df$the_labels) +
    geom_point(data=the_df, aes(x=col1, y=col2), color=the_colors[[4]]) 

一种更 ggplot-y 的方式

现在，最后一个情节真的很奇怪，因为正如您所说，“颜色与情节无关”[与数据]，因此，显示它们绝对没有意义。 您真正想要的是可视化数据的维度。

因此，我相信并希望您将这些值与绘制的数据联系起来。 我正在考虑col3是选择的变量，它将用颜色表示。

首先，创建一个命名向量，以便您可以将其作为scale_color的values参数scale_color 。 名称应该是您的列的值，它将用颜色表示，在本例中为col3 。

names(the_colors) <- str_pad(seq_along(the_colors), width = 2, pad = '0')

the_df <- data.frame("col1"=c(1, 2, 2, 1), "col2"=c(2, 2, 1, 1), "col3"=str_pad(c(1, 2, 3, 4), width = 2,pad='0'))

ggplot() + 
  geom_point(data=the_df, aes(x=col1, y=col2, color = col3))  +
  scale_color_manual(limits = names(the_colors), values = the_colors)

^{由reprex 包(v0.3.0) 于 2020 年 3 月 28 日创建}