R语言作图：坐标轴设置

大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。

　　要绘制一张赏心悦目的统计图表，坐标轴的设置至关重要。在R语言底层作图中，对坐标轴的调整主要通过调整plot函数、axis函数和title函数的一系列参数完成。

plot(x,y, …)

axis(side,at = NULL, labels = TRUE, tick = TRUE, line = NA,

pos= NA, outer = FALSE, font = NA, lty = “solid”,

lwd = 1, lwd.ticks = lwd, col = NULL,col.ticks = NULL,

hadj = NA, padj = NA, …)

title(main= NULL, sub = NULL, xlab = NULL, ylab = NULL,

line = NA, outer = FALSE, …)

一、plot函数的准备

　　在个性化设置坐标轴之前中，通常需调整plot函数中的ann、bty、xaxt、yaxt、xaxs和yaxs参数：

　　ann取FALSE时将不会画出标题（包括主、副标题及坐标轴标题）；

　　bty用来设置边框形式，默认值为”o”，表示四面边框都画出，其余可选值包括”l”（左下）、”7″（上右）、”c”（上下左）、”u”（左下右）、”]” （上下右）和”n”（无，即不画边框），在很多个性化绘图中，bty设为”n”，后期的边框线再使用其他函数（如axis）自行添加；

　　xaxs和yaxs 用来设置x轴和y轴的范围，默认值取“r”，表示坐标轴比给定作图范围（参数xlim和ylim给出的范围）稍微大一点儿，取”i”时表示坐标轴范围与给定作图范围完全相同，另外还可取”s”、”e”、”d”；

　　xaxt和yaxt 取”n”时，坐标轴、刻度线以及刻度值将不会画出。

x <- seq(-4, 4, 0.01)
y <- x^2
par(mfrow = c(2, 2), mar = c(4, 4, 1, 1))
plot(x, y)   # 未作处理
plot(x, y,  xaxs = "i", yaxs ="i")   # 绘图边框未留白
plot(x, y, bty = 'l')   # 只保留左和下两条边框
plot(x, y, ann = F, bty = "n", xaxt = "n", yaxt ="n")   # 边框、坐标轴都去掉

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二、axis函数的用法

1、基本操作

　　side表示要操作的坐标轴，取值1、2、3、4分别代表下、左、上、右；

　　at表示刻度线及刻度值所在位置；

　　labels表示刻度值；

　　las表示坐标刻度值文字方向，las=0表示文字方向与坐标轴平行，1表示始终为水平方向，2表示与坐标轴垂直，3表示终为垂直方向。

x<- seq(-4, 4, 0.01)
y<- x^2
par(mfrow=c(1, 2), mar = c(4, 4, 1, 1))
#未设置文字方向
plot(x,y, ann = F, xaxt = "n", yaxt = "n")  
axis(1,-4:4, -4:4)
axis(2,seq(0, 16, 4), seq(0, 16, 4))
#文字方向水平
plot(x,y, ann = F, xaxt = "n", yaxt = "n")  
axis(1,-4:4, -4:4, las = 1)
axis(2,seq(0, 16, 4), seq(0, 16, 4), las = 1)

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2、字体字号

　　cex.axis表示坐标轴刻度值的字号大小，

　　font.axis表示坐标轴刻度值的字体，font=1表示正体，2表示黑体，3表示斜体，4表示黑斜体。

x<- seq(-4, 4, 0.01)
y<- x^2
par(mfrow=c(2, 2), mar = c(4, 4, 1, 1))
#未设置字体字号
plot(x,y, ann = F, xaxt = "n", yaxt = "n")
axis(1,-4:4, -4:4)
#cex.axis = 2
plot(x,y, ann = F, xaxt = "n", yaxt = "n")
axis(1,-4:4, -4:4, cex.axis = 2)
#font.axis = 2
plot(x,y, ann = F, xaxt = "n", yaxt = "n")
axis(1,-4:4, -4:4, font.axis = 2)
#font.axis = 3
plot(x,y, ann = F, xaxt = "n", yaxt = "n")
axis(1,-4:4, -4:4, font.axis = 3)

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3、颜色

　　col表示图的颜色，用在axis函数中表示坐标轴线和坐标刻度线的颜色；

　　col.axis表示坐标轴刻度值的颜色；

　　col.ticks表示坐标轴刻度线的颜色。

x<- seq(-4, 4, 0.01)
y<- x^2
par(mfrow=c(2, 2), mar = c(4, 4, 1, 1))
#未设置颜色
plot(x,y, ann = F, bty = "n", xaxt = "n", yaxt = "n")
axis(1,-4:4, -4:4)
#col = 2
plot(x,y, ann = F, bty = "n", xaxt = "n", yaxt = "n")
axis(1,-4:4, -4:4, col = 2)
#col.axis = 2
plot(x,y, ann = F, bty = "n", xaxt = "n", yaxt = "n")
axis(1,-4:4, -4:4, col.axis = 2)
#col.ticks = 2
plot(x,y, ann = F, bty = "n", xaxt = "n", yaxt = "n")
axis(1,-4:4, -4:4, col.ticks = 2)

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4、位置

　　line表示坐标轴线位置与图像边框的距离，取负数时会画在图像边框以内；

　　mgp默认值为c(3, 1, 0)，三个数字分别代表坐标轴标题、刻度值和轴线与绘图边框的距离；

　　tcl默认值为-0.5，数值表示刻度线长度，负值表示刻度线朝外，正值朝里；

　　pos 表示轴线所在的位置；

　　line.outer取TRUE时，坐标轴将画在画布边缘处；

　　hadj指将刻度值沿平行坐标轴方向调整的距离；

　　padj指将刻度值沿垂直坐标轴方向调整的距离。

x <- seq(-4, 4, 0.01)
y <- x^2
par(mfrow= c(2, 2), mar = c(4, 4, 1, 1))
# 未设置刻度值位置
plot(x, y, ann = F, xaxt = "n", yaxt ="n")
axis(1, -4:4, -4:4)
# 使用line调整刻度值位置
plot(x, y, ann = F, xaxt = "n", yaxt ="n")
axis(1, -4:4, -4:4, line = 2)
# 使用mgp调整刻度值位置
plot(x, y, ann = F, xaxt = "n", yaxt ="n")
axis(1, -4:4, -4:4, mgp = c(3, 2, 0)) 
# 使用padj调整刻度值位置
plot(x, y, ann = F, xaxt = "n", yaxt ="n")
axis(1, -4:4, -4:4, padj = 1)

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5、其他

　　tick取FALSE时，坐标轴线和刻度线不画出；

　　lty表示线型，用在axis函数中表示坐标轴线型；

　　lwd表示线的粗细，用在axis函数中表示坐标轴线粗细；

　　lwd.ticks表示刻度线粗细。

三、title函数的用法

　　main、sub、xlab和ylab分别表示主标题、副标题、x轴标题和y轴标题；

　　cex.lab表示坐标轴标题的字号大小；

　　font.lab表示坐标轴标题的字体；

col.lab表示坐标轴标题的颜色；

　　其余参数和axis中用法一致。

x<- seq(-4, 4, 0.01)
y<- x^2
par(mfrow=c(2, 2), mar = c(4, 4, 1, 1))
#无标题
plot(x,y, ann = F, xaxt = "n", yaxt = "n")  
axis(1,-4:4, -4:4)
axis(2,seq(0, 16, 4), seq(0, 16, 4))
#使用title设置标题
plot(x,y, ann = F, xaxt = "n", yaxt = "n")  
axis(1,-4:4, -4:4, las = 1)
axis(2,seq(0, 16, 4), seq(0, 16, 4), las = 1)
title(xlab= 'x', ylab = 'y')
#使用line调整位置
plot(x,y, ann = F, xaxt = "n", yaxt = "n")  
axis(1,-4:4, -4:4, las = 1)
axis(2,seq(0, 16, 4), seq(0, 16, 4), las = 1)
title(xlab= 'x', ylab = 'y', line = 2)
#调整颜色字体字号
plot(x,y, ann = F, xaxt = "n", yaxt = "n")  
axis(1,-4:4, -4:4, las = 1)
axis(2,seq(0, 16, 4), seq(0, 16, 4), las = 1)
title(xlab= 'x', ylab = 'y', col.lab = 2, font.lab = 4, cex.lab = 2)

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四、刻度间隔

　　plot函数会自动给出比较合理的刻度间隔，本质上是调用了pretty函数。

　　pretty(x, n = 5, min.n = n %/% 3, shrink.sml = 0.75, 　　high.u.bias = 1.5, u5.bias = .5 + 1.5*high.u.bias, 　　eps.correct = 0, …)

　　x是一个序列，pretty函数会先对x取一个range，然后等分为大约n+1个间隔。如果在作图时对系统自动给出的间隔不满意，可以调整n的值，用pretty函数自定义合适的间隔。

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