可以强制不出现的元素显示在 ggplot 图例中吗？

Question

我正在绘制一个研究区域内最多三种可选物种丰度的叶绿体。这个玩具代码的行为符合预期并且几乎符合我的要求：

library(dplyr)
library(ggplot2)
square <- expand.grid(X=0:10, Y=0:10)
sq2 <- square[rep(row.names(square), 2),] %>%
  arrange(X,Y) %>%
  mutate(SPEC = rep(c('red','blue'),len=n())) %>%
  mutate(POP = ifelse(SPEC %in% 'red', X, Y)) %>%
  group_by(X,Y) %>% 
  mutate(CLR = rgb(X/10,0,Y/10)) %>% ungroup()

ggplot(sq2, aes(x=X, y=Y, fill=CLR)) + geom_tile() +
  scale_fill_identity("Species", guide="legend",
    labels=c('red','blue'), breaks=c('#FF0000','#0000FF'))

制作这个：

修改后的版本正确地绘制了真实地图，适当地混合了 RGB 以显示每个地图单元的物种比例。但考虑到这种混合，真实数据不一定包括 breaks 中列出的具体值，在这种情况下，该物种的图例中不会出现任何条目。如果将示例的最后一行更改为

labels=c('red','blue','green'), breaks=c('#FF0000','#0000FF','#00FF00'))

您得到与所示相同的图例，仅显示 'red' 和 'blue'，因为其中没有绿色。搜索每个 max(Species) 的数据并将其分配给图例是可能的，但不会为仅以低比例出现的物种制作好的图例键。图例需要显示存在的实体的想法，而不是它们已证实的存在——图例中的三种颜色，即使只检测到一个物种。

我认为 scale_fill_manual() 或 override.aes 论点可能对我有帮助，但我无法进行任何组合。

编辑：
第四集 -- 新的死胡同

（感谢@r2evans 修复了我遗漏的包。）我想我可以通过在名为 spCLR 的处理管道中将另一列变异到 df 中来欺骗图例，以表示对每个条目的物种进行编码的颜色（'#FF0000'，例如）（冗余信息，但美好的）。现在我的真实版本中的绘图调用是：

df %>% [everything] %>%
    ggplot(aes(x = X, y = Y, height = WIDTH, width = WIDTH, fill = CLR)) +
      geom_tile() +
      scale_fill_identity("Species", guide="legend",
        labels=spCODE, breaks=spCLR)

但这给出了错误：Error in check_breaks_labels(breaks, labels) : object 'spCLR' not found。这看起来很奇怪，因为 spCLR 确实在管道修改的 df 中，并且在提供给 ggplot 函数的所有值中 spCODE 是原始 df 中唯一存在的值 - 所以如果存在某种范围问题，我不明白。 [重新编辑——我发现标签和中断都不想查看 df$anything。无论如何。]

我假设 ~~（对吗？）~~ 有一些方法可以使这个工作 [?]，但它仍然不会使图例显示 'red'，'blue' 和 'green' 在我的玩具示例中——这是我最初的问题的真正含义——因为其中仍然没有实际的绿色数据。所以重申一下，有没有什么办法可以强制 ggplot2 图例显示您想要谈论的内容，而不仅仅是数据中存在的内容？

Answer 1

我从热图用例中假设您没有其他需要在图表中进行颜色映射。在这种情况下，一个可能的解决方法是单独保留填充比例，并创建一个带有颜色美学映射的不可见几何图层来生成所需的图例：

ggplot(sq2, aes(x=X, y=Y)) +
  geom_tile(aes(fill = CLR)) + # move fill mapping here so new point layer doesn't inherit it
  scale_fill_identity() + # scale_*_identity has guide set to FALSE by default

  # add invisible layer with colour (not fill) mapping, within x/y coordinates within
  # same range as geom_tile layer above
  geom_point(data = . %>% 
               slice(1:3) %>% 
               # optional: list colours in the desired label order
               mutate(col = forcats::fct_inorder(c("red", "blue", "green"))),
             aes(colour = col), 
             alpha = 0) +

  # add colour scale with alpha set to 1 (overriding alpha = 0 above),
  # also make the shape square & larger to mimic the default legend keys
  # associated with fill scale
  scale_color_manual(name = "Species",
                     values = c("red" = '#FF0000', "blue" = '#0000FF', "green" = '#00FF00'),
                     guide = guide_legend(override.aes = list(alpha = 1, shape = 15, size = 5)))

Answer 2

我后来才发现我的问题几乎与 this 重复。那里接受的答案（来自@joran）对此不起作用，但第二个答案（来自@Axeman）可以。所以我去这里的方式是最后一行应该是

labels=c('red','blue','green'), limits=c('#FF0000','#0000FF','#00FF00'))

调用 limits() 而不是 breaks()，现在我的示例和我的真实版本可以正常工作。

我不得不说我花了很多时间在 ggplot2 reference 中四处挖掘，却从未怀疑 limits() 是 breaks() 的正确替代品——在那篇文章中明确提到参考页面，而 limits() 没有出现。 ?limits() 页面提供的信息很少，我找不到任何东西来说明两者之间的区别：when this rather than that。

可以强制不出现的元素显示在 ggplot 图例中吗？

Possible to force non-occurring elements to show in ggplot legend?

r

legend

heatmap

ggplot2