R, ggplot - 图形共享相同的 y 轴但具有不同的 x 轴比例

Question

语境

我有一些数据集/变量，我想绘制它们，但我想以紧凑的方式进行。 为此，我希望它们共享相同的 y 轴但不同的 x 轴，并且由于分布不同，我希望 x 轴之一对数缩放，另一个线性缩放。

例子

假设我有一个长尾变量（我希望在绘制时对 x 轴进行对数缩放）：

library(PtProcess)
library(ggplot2)

set.seed(1)
lambda <- 1.5
a <- 1
pareto <- rpareto(1000,lambda=lambda,a=a)
x_pareto <- seq(from=min(pareto),to=max(pareto),length=1000)
y_pareto <- 1-ppareto(x_pareto,lambda,a)
df1 <- data.frame(x=x_pareto,cdf=y_pareto)

ggplot(df1,aes(x=x,y=cdf)) + geom_line() + scale_x_log10()

和一个正常的变量：

set.seed(1)
mean <- 3
norm <- rnorm(1000,mean=mean)
x_norm <- seq(from=min(norm),to=max(norm),length=1000)
y_norm <- pnorm(x_norm,mean=mean)
df2 <- data.frame(x=x_norm,cdf=y_norm)

ggplot(df2,aes(x=x,y=cdf)) + geom_line()

我想使用相同的 y 轴并排绘制它们。

尝试 #1

我可以用看起来很棒的面来做到这一点，但我不知道如何使每个 x 轴具有不同的比例（ scale_x_log10()使它们都对数缩放）：

df1 <- cbind(df1,"pareto")
colnames(df1)[3] <- 'var'
df2 <- cbind(df2,"norm")
colnames(df2)[3] <- 'var'
df <- rbind(df1,df2)

ggplot(df,aes(x=x,y=cdf)) + geom_line() + 
       facet_wrap(~var,scales="free_x") + scale_x_log10()

尝试#2

使用grid.arrange ，但我不知道如何保持两个绘图区域具有相同的纵横比：

library(gridExtra)
p1 <- ggplot(df1,aes(x=x,y=cdf)) + geom_line() + scale_x_log10() +
      theme(plot.margin = unit(c(0,0,0,0), "lines"),
            plot.background = element_blank()) +
      ggtitle("pareto")
p2 <- ggplot(df2,aes(x=x,y=cdf)) + geom_line() + 
      theme(axis.text.y = element_blank(), 
            axis.ticks.y = element_blank(), 
            axis.title.y = element_blank(),
            plot.margin = unit(c(0,0,0,0), "lines"),
            plot.background = element_blank()) +
      ggtitle("norm")
grid.arrange(p1,p2,ncol=2)

PS：地块的数量可能会有所不同，所以我不是在寻找专门针对 2 个地块的答案

Answer 1

扩展您的尝试 #2， gtable可能会帮助您。 如果两个图表中的边距相同，那么两个图中唯一变化的宽度（我认为）是 y 轴刻度标记标签和轴文本占用的空间，这反过来又会改变面板的宽度. 使用这里的代码，轴文本占用的空间应该相同，因此两个面板区域的宽度应该相同，因此纵横比应该相同。 然而，结果（没有右边距）看起来并不漂亮。 所以我在 p2 的右边加了一点边距，然后在 p2 的左边去掉了相同的量。 同样对于 p1：我在左边添加了一点，但在右边去掉了相同的数量。

library(PtProcess)
library(ggplot2)
library(gtable)
library(grid)
library(gridExtra)

set.seed(1)
lambda <- 1.5
a <- 1
pareto <- rpareto(1000,lambda=lambda,a=a)
x_pareto <- seq(from=min(pareto),to=max(pareto),length=1000)
y_pareto <- 1-ppareto(x_pareto,lambda,a)
df1 <- data.frame(x=x_pareto,cdf=y_pareto)

set.seed(1)
mean <- 3
norm <- rnorm(1000,mean=mean)
x_norm <- seq(from=min(norm),to=max(norm),length=1000)
y_norm <- pnorm(x_norm,mean=mean)
df2 <- data.frame(x=x_norm,cdf=y_norm)

p1 <- ggplot(df1,aes(x=x,y=cdf)) + geom_line() + scale_x_log10() +
      theme(plot.margin = unit(c(0,-.5,0,.5), "lines"),
            plot.background = element_blank()) +
      ggtitle("pareto")
p2 <- ggplot(df2,aes(x=x,y=cdf)) + geom_line() + 
      theme(axis.text.y = element_blank(), 
            axis.ticks.y = element_blank(), 
            axis.title.y = element_blank(),
            plot.margin = unit(c(0,1,0,-1), "lines"),
            plot.background = element_blank()) +
      ggtitle("norm")

gt1 <- ggplotGrob(p1)
gt2 <- ggplotGrob(p2)

newWidth = unit.pmax(gt1$widths[2:3], gt2$widths[2:3])

gt1$widths[2:3] = as.list(newWidth)
gt2$widths[2:3] = as.list(newWidth)

grid.arrange(gt1, gt2, ncol=2)

编辑要在右侧添加第三个绘图，我们需要对绘图画布进行更多控制。 一种解决方案是创建一个新的 gtable，其中包含三个绘图的空间和一个用于右边距的额外空间。 在这里，我让图中的边距处理图之间的间距。

p1 <- ggplot(df1,aes(x=x,y=cdf)) + geom_line() + scale_x_log10() +
      theme(plot.margin = unit(c(0,-2,0,0), "lines"),
            plot.background = element_blank()) +
      ggtitle("pareto")
p2 <- ggplot(df2,aes(x=x,y=cdf)) + geom_line() + 
      theme(axis.text.y = element_blank(), 
            axis.ticks.y = element_blank(), 
            axis.title.y = element_blank(),
            plot.margin = unit(c(0,-2,0,0), "lines"),
            plot.background = element_blank()) +
      ggtitle("norm")

gt1 <- ggplotGrob(p1)
gt2 <- ggplotGrob(p2)

newWidth = unit.pmax(gt1$widths[2:3], gt2$widths[2:3])

gt1$widths[2:3] = as.list(newWidth)
gt2$widths[2:3] = as.list(newWidth)

 # New gtable with space for the three plots plus a right-hand margin
gt = gtable(widths = unit(c(1, 1, 1, .3), "null"), height = unit(1, "null"))

# Instert gt1, gt2 and gt2 into the new gtable
gt <- gtable_add_grob(gt, gt1, 1, 1)
gt <- gtable_add_grob(gt, gt2, 1, 2)
gt <- gtable_add_grob(gt, gt2, 1, 3)

grid.newpage()
grid.draw(gt)

Answer 2

公认的答案正是让人们在使用 R 绘图时奔跑的原因！ 这是我的解决方案：

library('grid')
g1 <- ggplot(...)  # however you draw your 1st plot
g2 <- ggplot(...)  # however you draw your 2nd plot
grid.newpage()
grid.draw(cbind(ggplotGrob(g1), ggplotGrob(g2), size = "last"))

这会处理 y 轴（次要和主要）指南，以毫不费力地在多个图中对齐。

删除一些轴文本，统一图例，...，是在创建单个绘图时可以处理的其他任务，或者使用grid或gridExtra包提供的其他方法。

Answer 3

接受的答案对我来说有点太令人生畏了。 所以我找到了两种方法来以较少的努力解决它。 两者都基于您的尝试 #2 grid.arrange()方法。

1. 使 plot 1 也没有 y 轴

theme(axis.text.y = element_blank(), axis.ticks.y = element_blank(), axis.title.y = element_blank()

所以所有的情节都是一样的。 您不会遇到不同纵横比的问题。 您需要使用 R 或您喜欢的图像编辑应用程序生成单独的 y 轴。

2.修复和尊重纵横比

将aspect.ratio = 1或您想要的任何比例添加到单个图的theme() 。 然后在你的grid.arrange()使用respect=TRUE

通过这种方式，您可以将 y 轴保留在 plot1 中，并且仍然保持所有图中的纵横比。 受到这个答案的启发。

希望你觉得这些有用！

Answer 4

我正在尝试为每个变量创建一个图表，然后将这些变量放在一起，具有相同的 y 轴和一个 x 轴标签。

这段代码几乎可以工作，但每个图形的轴仍然重复。

p1 <- ggplot().....

p2 <- ggplot().....

grid.newpage()
grid.draw(cbind(ggplotGrob(p1), ggplotGrob(p2), size = "last"))

@Azim 建议的代码行

我不太确定是否有比在 p1 <- ggplot() 级别删除它们更简单的方法来消除 y 轴。 我也不知道如何将 x 轴移动到中间...

一些视觉帮助：

这就是它现在的样子

这就是我想要的样子

感谢您的任何建议！