R语言基础绘图系统（一）——主函数plot及其参数
R语言的基础绘图系统主要由基础包graphics提供，它包含了各式的图形绘制函数，如折线图、直方图、箱形图等。本篇主要介绍plot()函数的用法，它主要用于绘制散点图和折线图。
plot()函数的语法结构如下：
plot(x, y = NULL, type = "p",
xlim = NULL, ylim = NULL,
log = "", main = NULL, sub = NULL,
xlab = NULL, ylab = NULL,
ann = par("ann"),
axes = TRUE, frame.plot = axes,
panel.first = NULL, panel.last = NULL, asp = NA,
xgap.axis = NA, ygap.axis = NA,
...)
x和y分别是绘图点的横纵坐标，y可以省略
- x相当于自变量，y相当于因变量；
- y没缺省时，必须和x同长度，类型是可以向量化的数据结构，如向量、矩阵的行或列、数组的元素、数据框的列、列表的元素等；
- y缺省时，x为单列时，y默认为c(1:n)，其中n为x的长度；
- y缺省时，x为两列的矩阵或数据框，则该矩阵或数据框的第一、二列分别对应自变量和因变量；
- y缺省时，x为三列及以上的矩阵时，则该矩阵的第一、二列分别对应自变量和因变量，其他列忽略；
- y缺省时，x为三列及以上的数据框时，则绘制各列两两之间的关系。
par(mfrow = c(2,2))
set.seed(123)
x <- c(1:5)
y <- runif(5, 0, 10)
# x和y是同长度的向量
plot(x, y, main = "x和y是同长度的向量")
# y缺省
plot(x, main = "y缺省")
x2 <- cbind(x, y)
x2df <- as.data.frame(x2)
# x为两列的矩阵
plot(x2, main = "x为两列的矩阵")
# x为两列的数据框
plot(x2df, main = "x为两列的数据框")
set.seed(123)
x <- c(1:5)
y3 <- matrix(runif(15, 0, 10), ncol = 3)
x4 <- cbind(x, y3)
x4df <- as.data.frame(x4)
# x为四列的矩阵时，只绘制前两列之间的关系
plot(x4, main = "x为四列的矩阵")
# x为四列的数据框，绘制各列两两之间的关系
plot(x4df, main = "x为四列的数据框")
参数type控制图形类型
参数type共有9种可选项，默认值为p，表示散点图（points）；当为n时不输出任何图形，目的是为其他函数形成空白的绘图区域。具体可参见以下例子：
par(mfrow = c(3,3))
set.seed(123)
x <- c(1:5)
y <- runif(5, 0, 10)
x2 <- cbind(x, y)
plot(x2, type = "n", main = "不显示")
plot(x2, type = "p", main = "散点图")
plot(x2, type = "l", main = "折线图")
plot(x2, type = "b", main = "散点+间断折线")
plot(x2, type = "c", main = "间断折线")
plot(x2, type = "o", main = "散点+连续折线")
plot(x2, type = "h", main = "垂直于x轴")
plot(x2, type = "s", main = "楼梯形状")
plot(x2, type = "S", main = "反楼梯形状")
main控制绘图标题，sub控制绘图次标题
set.seed(123)
x <- c(1:5)
y <- runif(5, 0, 10)
x2 <- cbind(x, y)
plot(x2, main = "这是标题", sub = "这是次标题")
坐标轴和边框参数
plot()的一些参数可用于对坐标轴的样式进行修改:
xlim和ylim分别用于控制图形横、纵坐标的范围，默认为NULL，超过xlim或ylim的取值不会被绘制出来；log控制坐标轴的刻度是否为等对数间距，log = "x"表示横坐标轴刻度对数化，log = "y"表示纵坐标轴对数化，log = "xy"或log = "yx"表示横、纵坐标轴均对数化；asp控制纵坐标和横坐标单位刻度的长度之比，比如当asp = 2时表示1单位y轴的刻度是1单位x轴刻度长度的两倍；xgap.axis和ygap.axis分别控制横、纵坐标刻度值的间隙，取值为大于或等于0的数值，数值越大，间隙越宽；xlab和ylab分别控制横、纵坐标轴的标签；axes控制是否显示坐标轴和边框，默认为TRUE表示显示，当为FALSE，不显示坐标轴和边框；frame.plot参数用于控制是否绘制边框，此参数不影响坐标轴的显示。
par(mfrow = c(3,3))
set.seed(123)
x <- c(1:5)
y <- runif(5, 0, 10)
x2 <- cbind(x, y)
# 控制显示范围
plot(x2, xlim = c(1,4), ylim = c(1,9), main = "控制显示范围")
# 坐标轴对数化
plot(x2, log = "x", main = "坐标轴对数化")
# 设置纵坐标与横坐标单位刻度长度之比
plot(x2, asp = 0.4, main = "单位刻度长度之比")
# 横坐标轴间隙为1
plot(x2, xgap.axis = 1, main = "xgap.axis = 1")
# 横坐标轴间隙为4
plot(x2, xgap.axis = 4, main = "xgap.axis = 4")
# 设置坐标轴标签
plot(x2, xlab = "这是横坐标", ylab = "这是纵坐标", main = "设置坐标标签")
# 不显示坐标轴和边框
plot(x2, axes = F, main = "不显示坐标轴和边框")
# 不显示边框，坐标轴仍显示
plot(x2, frame.plot = F, main = "只显示坐标轴")
# 不显示坐标轴，边框仍显示
plot(x2, axes = F, frame.plot = T, main = "只显示边框")
panel.first和panel.last用于设置网格
调用panel.first时，网格会先于图形绘制，故网格在图形之下；
调用panel.last时，网格会后于图形绘制，故网格在图形之上。
par(mfrow = c(1,2))
set.seed(123)
x <- c(1:5)
y <- runif(5, 0, 10)
x2 <- cbind(x, y)
plot(x2, type = "l", panel.first = grid(5, 10),
pch = 0, lwd = 4, col = "blue",
main = "网格在下")
plot(x2, type = "l", panel.last = grid(5, 10),
pch = 0, lwd = 4, col = "blue",
main = "网格在上")
可以看出，由于右图图形在网格之下，因此与网格相交的部分会出现空隙。
ann参数控制标题和坐标轴标签是否显示
ann也是par()函数的参数，默认与par()的ann相同，当它为TRUE时，标题和坐标轴标签会正常显示，当为FALSE时，标题和坐标轴标签不会显示。
par(mfrow = c(1,2))
set.seed(123)
x <- c(1:5)
y <- runif(5, 0, 10)
x2 <- cbind(x, y)
# 正常显示标题和坐标轴标签
plot(x2, main = "我是标题",
xlab = "这是横坐标", ylab = "这是纵坐标", ann = T)
# 隐藏标题和坐标轴标签
plot(x2, main = "我是标题",
xlab = "这是横坐标", ylab = "这是纵坐标", ann = F)
从右图可以看出，当ann = F时即使设置了标题和坐标轴标签，也不会显示。
...中的参数均不是plot()独有的
这些参数即可以在plot()中设置，也可以在一些依赖于plot()函数才能生效的其他函数中进行设置，最后都作用于plot()绘制的图形，因此放到其他函数中进行介绍。
编辑于 2021-02-15 16:52
