R - 条形图

R - 使用 ggplot2 绘制现代条形图

条形图使用矩形条形来表示分类数据，每个条形的长度与其所代表的值成比例。它是比较不同组之间值最常见且有效的方法之一。

与其他可视化图表一样，ggplot2 包是 R 中的现代标准。它提供了一个强大且声明式的系统，用于创建复杂的条形图。我们将重点关注两种主要的几何对象：geom_bar() 和 geom_col()。

语法：geom_col 与 geom_bar

ggplot2 做出了一个重要的区分：

• geom_col()：当您拥有一个数据帧，其中一列代表类别（x 轴），而另一列代表条形高度（y 轴）时，使用此函数。这是绘制汇总数据最常见的场景。
• geom_bar()：当您希望 ggplot2 计算单个列中每个类别的计数并使用这些计数作为条形高度时，使用此函数。它本质上是为分类数据创建直方图的快捷方式。

示例：从汇总数据创建条形图（geom_col）

让我们创建一个显示月度收入的条形图。我们的数据已汇总，因此我们将使用 geom_col()。

# 加载必要的库
library(ggplot2)
library(tibble)

# 创建一个 tibble，包含我们的数据
monthly_revenue <- tibble(
  month = c("Mar", "Apr", "May", "Jun", "Jul"),
  revenue = c(27000, 32000, 28000, 39000, 41000)
)

# 创建条形图
revenue_chart <- ggplot(data = monthly_revenue, aes(x = month, y = revenue)) +
  geom_col(fill = "#2E86C1", width = 0.7) + # 对预先存在的值使用 geom_col
  labs(
    title = "Monthly Revenue Performance",
    subtitle = "Q2 2023",
    x = "Month",
    y = "Revenue (in USD)"
  ) +
  # 根据月份在数据中的出现顺序重新排序，而不是按字母顺序
  scale_x_discrete(limits = monthly_revenue$month) +
  # 将 y 轴标签格式化为货币样式
  scale_y_continuous(labels = scales::dollar_format()) +
  theme_minimal()

# 显示图表
print(revenue_chart)

# 保存图表
ggsave("monthly_revenue_chart.png", width = 7, height = 5)

此代码生成一个专业的条形图。x 轴正确地按数据帧中出现的顺序排列月份。y 轴以货币形式显示收入（例如，“$30,000”）。条形为蓝色，标题提供了清晰的上下文。

分组和堆叠条形图

ggplot2 的一个关键优势在于它能够通过将变量映射到 fill 等美学属性来创建复杂的图表。这使得创建分组或堆叠条形图变得异常简单。我们只需确保数据采用“长”格式。

# 加载库
library(ggplot2)
library(tibble)

# 以“长”格式创建数据，这非常适合 ggplot2
regional_revenue <- tibble(
  month = rep(c("Mar", "Apr", 'May'), each = 3),
  region = rep(c("East", "West", "North"), times = 3),
  revenue = c(2, 9, 3, 11, 9, 4, 8, 7, 3) * 1000
)

# 创建一个堆叠条形图（默认）
stacked_chart <- ggplot(regional_revenue, aes(x = month, y = revenue, fill = region)) +
  geom_col() + # `fill = region` 告诉 ggplot 按区域着色并堆叠条形
  labs(title = "Stacked Revenue by Region", x = "Month", y = "Total Revenue") +
  theme_classic()

print(stacked_chart)

# 创建一个分组（或“并排”）条形图
grouped_chart <- ggplot(regional_revenue, aes(x = month, y = revenue, fill = region)) +
  # position = "dodge" 将条形并排放置
  geom_col(position = "dodge") +
  labs(title = "Grouped Revenue by Region", x = "Month", y = "Revenue") +
  # 使用对色盲人士友好的调色板
  scale_fill_brewer(palette = "Set2") +
  theme_bw()

print(grouped_chart)

执行此代码会生成两个图表。第一个是堆叠条形图，其中每个月的来自不同区域的收入相互堆叠，显示总计。第二个是分组条形图，其中每个区域的条形每月并排放置，使得区域之间的直接比较更容易。ggplot2 会自动为 region 变量创建图例。