存储在 3D 数组中的对象的 ggplot

Question

我已经编写了以下代码，可以正常工作并绘制我想要的内容，但是如果我想使用 ggplot 进行绘制，我该怎么做呢？

myseq<-seq(from = 1, to = 99, by = 5)
mtx <- array(rnorm(880,0,1) ,c(4,11,length(myseq)))

plot(myseq,mtx[1,1,],type = "l", col=1) 
lines(myseq,mtx[1,2,],type = "l",col=2)
lines(myseq,mtx[1,3,],type = "l",col=3)
lines(myseq,mtx[1,4,],type = "l",col=4)
lines(myseq,mtx[1,5,],type = "l",col=5)
lines(myseq,mtx[1,6,],type = "l",col=6)
lines(myseq,mtx[1,7,],type = "l",col=7)
lines(myseq,mtx[1,8,],type = "l",col=8)
lines(myseq,mtx[1,9,],type = "l",col=9)
lines(myseq,mtx[1,10,],type = "l",col=10)
lines(myseq,mtx[1,11,],type = "l",col=11)

在运行之后我得到了如下图，现在如何使用 ggplot2 来做这件事？

enter image description here

Answer 1

ggplot2 更喜欢数据帧，对于像这样的东西，长格式的帧。

这是一个基本的方法。

首先，可重现的随机数据。

set.seed(42)
myseq<-seq(from = 1, to = 99, by = 5)
mtx <- array(rnorm(880,0,1) ,c(4,11,length(myseq)))
mtx[1,1:4,1:4]
#            [,1]       [,2]       [,3]          [,4]
# [1,]  1.3709584 -1.3682810  0.9333463  6.288407e-05
# [2,]  0.4042683 -0.4314462  0.6503486 -1.173196e-01
# [3,]  2.0184237  1.5757275 -1.1317387 -8.610730e-02
# [4,] -1.3888607  0.6792888  1.2009654 -4.138688e-01

从这里，我们基本上可以将这个三维数组转换成四列data.frame，其中三列表示坐标轴，第四列是实际值。

melted_mtx <- reshape2::melt(mtx[1,,,drop=FALSE])
str(melted_mtx, vec.len=15)
# 'data.frame': 220 obs. of  4 variables:
#  $ Var1 : int  1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 ...
#  $ Var2 : int  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 ...
#  $ Var3 : int  1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 4 4 4 4 4 ...
#  $ value: num  1.371 0.404 2.018 -1.389 -0.284 -0.307 1.895 0.46 1.035 -0.784 0.206 -1.368 -0.431 1.576 0.679 -0.367 -0.727 0.921 0.624 ...

因为您想在 x-axis 上绘制 myseq，我们可以用它来替换。它在此处的第三个变量中，Var3。我会验证它的长度是否正确，然后进行替换：

lapply(melted_mtx[-4], table)
# $Var1
#   1 
# 220 
# $Var2
#  1  2  3  4  5  6  7  8  9 10 11 
# 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 
# $Var3
#  1  2  3  4  5  6  7  8  9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 
# 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 

melted_mtx$Var3 <- myseq[melted_mtx$Var3]
lapply(melted_mtx[-4], table)
# $Var1
#   1 
# 220 
# $Var2
#  1  2  3  4  5  6  7  8  9 10 11 
# 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 
# $Var3
#  1  6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86 91 96 
# 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11

我们可以使用它并将其直接提供给 ggplot2。

library(ggplot2)
ggplot(melted_mtx, aes(Var3, value, group = Var2, color = factor(Var2))) +
  geom_line()

（您的代码）呈现的基本图形图：

撇开边距和颜色不谈，实际上是同一个图。可以做很多美化，包括图例标签、坐标轴等

上面，我只melt编辑了数组的第一个平面。如果你做了整个数组，那么它看起来像这样：

melted_mtx <- reshape2::melt(mtx)
melted_mtx$Var3 <- myseq[melted_mtx$Var3]
ggplot(melted_mtx, aes(Var3, value, group = interaction(Var1, Var2),
                       color = interaction(Var1, Var2))) +
  geom_line()

这个有点复杂，很明显，但是使用interaction，可以按多个变量分组。这里需要分组，因为没有它 ggplot2 将尝试将所有点连接在一条线上，通常没有用。通常可以使用 just color= 来建议组，但我经常包括 group= 和 color= 以防我以后改变方式colors/linetypes/shapes/... 已定义，组被意外更改。

存储在 3D 数组中的对象的 ggplot

ggplot for objects stored in an 3D array

plot

r

list

line

ggplot2