如何对图表批量组合、对齐、画中画、合并图例、自动化...

基迪奥-Jt桃

关于图表的组合排版，在之前的微信文章中介绍过很多常规的方法，比如《绘制复杂组合图表的独家秘笈分享》、《如何用Graphpad Prism绘制超复杂组合图？》、《如何用Origin完成图表排版？》等。可是，有小伙伴就问了，正如小项羽所言，“剑一人敌，不足学，学万人敌”，那么有没有批量自动化拼图的方法？

既然是批处理，就免不了需要写脚本，这里推荐两个专职拼图的R包：cowplot和patchwork，二者在很多地方都很相似，下面我们就一起比较、学习下如何使用这两个R包实现图表的批量组合、嵌套、对齐、画中画、自动化加标签、图例合并等操作。

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#先使用ggplot2绘制4个范例图表，数据为R自带的mtcars数据集；
library(ggplot2)
head(mtcars)

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p1 <- ggplot(mtcars) + geom_point(aes(mpg, disp))
p1
p2 <- ggplot(mtcars) + geom_boxplot(aes(gear, disp, group = gear),fill="skyblue")
p2
p3 <- ggplot(mtcars) + geom_point(aes(hp, wt, colour = mpg)) + 
  theme(axis.text.x = element_text(size = 10, angle = 60, vjust = 0.5))
p3
p4 <- ggplot(mtcars) + geom_bar(aes(gear),fill="skyblue") + facet_wrap(~cyl)
p4
#载入patchwork包；
library(patchwork)
#载入cowplot包；
library(cowplot)

整合多个图表

patchwork：

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#使用“+”操作符组合图表；
p <- p1 + p2 + p3 + p4
p

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#patch可以自动添加图表标签；
p+plot_annotation(tag_levels = 'A',tag_suffix='.')
#tag_levels：'a' 小写字母, 'A' 大写字母, '1' 数字, 'i' 小写罗马数字, 'I' 大写罗马数字；
#tag_prefix和tag_suffix设置序号的前后缀字符 ；

cowplot：

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#使用plot_grid()函数组合图表；
plot_grid(p1, p2, p3, p4)

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#cowplot也可自动添加编号标签；
plot_grid(p1, p2, p3, p4,labels = "AUTO")
#调整标签的字体大小（默认14）、样式、颜色等；
plot_grid(p1, p2, p3, p4,labels = c('A.', 'B.','C.', 'D.'),
label_size = 12,
label_fontfamily = "serif",
label_fontface = "plain",
label_colour = "black")

通过比较组合效果可以发现，默认情况下，二者会保持拼图结果为正方形；patchwork有自动对齐图形区域的功能，而cowplot的组合效果更紧凑。

指定排列顺序

patchwork：

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#cowplot主要使用nrow 和 ncol两个参数确定排列方式,并“逐行”填充；
plot_grid(p1, NULL, p2,p3, ncol = 2,align = "hv")

cowplot：

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#cowplot主要使用nrow 和 ncol两个参数确定排列方式：
plot_grid(p1, NULL, p2,p3,labels = "AUTO", ncol = 2)

设置拼图比例

patchwork：

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#设置宽高比例；
pp <- p2 + p3 + p1 + plot_spacer()
pp + plot_layout(widths = c(3, 1), heights = c(3,1))

cowplot：

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#设置宽高比例；类似的使用rel_widths 和 rel_heights 设置图表的相对大小；
plot_grid(p2, p3, p1, NULL, rel_widths = c(1.5, 1),rel_heights=c(2,1))

嵌套拼图

patchwork：

patchwork提供了两个操作符来直接实现不同图表的嵌套拼接。

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#|：将这些图横向排列，/：将图表竖向堆叠(竖排优先级高于横排)；
p1 | (p2 / p3)
(p2 | p3 )/ (p1 | plot_spacer())

cowplot：

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#“手工”嵌套；
bottom_row <- plot_grid(p2, p3, nrow = 2)
bottom_row
plot_grid(p1, bottom_row, ncol = 2)

指定对齐方式

patchwork：

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#拼图时自动对齐；
p1 + p2 + p3 + p4

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#Tips:获取维度信息；
p3_dims <- get_dim(p3)
p1_aligned <- set_dim(p1, p3_dims)
p3
p1_aligned
#注意p1_aligned无法和其他图表组合；

cowplot：

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#使用plot_grid()函数的align参数使网格线和坐标轴对齐；
#可组合使用：align = "vh"` 或 `align = "hv"
plot_grid(p1, p3, ncol = 2, align = "h")

#垂直对齐失败；
plot_grid(p1, p3, nrow = 2, align = "v")
#坐标轴范围不一致时,可以对齐坐标轴；
#组合关系："t" (top), "r" (right), "b" (bottom), and "l" (left)；
plot_grid(p1, p2, p3, p4, nrow = 2, align = "v", axis = "tlbr")

合并图例

patchwork：

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#如果图例颜色、样式不同，会同时保留；
p1 + p2 + p3 + p4 +plot_layout(guides = 'collect')

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(p2 / p3 + plot_layout(guides = 'collect')) | p1
((p2 / p3 + plot_layout(guides = 'auto')) | p1) + plot_layout(guides = 'collect')

默认guides = 'auto',当guides = 'collect'时合并图例，当guides = 'keep'时强制将图例置于原图旁。

cowplot：

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#对于cowplot，需先绘制无图例的组合图；
p3a <- p3 + theme(legend.position = "none")
plot2 <- plot_grid(p1, p2, p3a, p4)
plot2

#提取图例；
legend <- get_legend(p3)
#将图例组合进来；
plot_grid(plot2, legend, rel_widths = c(3, 0.5))

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#同样的方法，可以将图例加到底部；
legend_b <- get_legend(p3 + theme(legend.position = "bottom"))
plot_grid(plot2, legend_b, nrow = 2,rel_heights = c(3, 0.5))

画中画效果

patchwork：

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#inset_element()指定相对位置插入图形；
#align_to ='panel' (默认), 'plot', 'full';
p1 + inset_element(p2, left = 0.6, bottom = 0.6, right = 1, top = 1,
align_to = 'panel', ignore_tag = TRUE)+theme_cowplot(10)
#这里使cowplot的theme_cowplot()主题，字体为10号；

cowplot：

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#先应用主题；
p2a <- p2+theme_cowplot(10)
#使用draw_plot()函数在指定的位置添加图形；
ggdraw(p1) + 
  draw_plot(p2a, x=0.58, y=0.58, width =0.4, height =0.4)

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#可以加上标签；
ggdraw(p1 +theme_half_open(14)) + 
  draw_plot(p2a, x=0.58, y=0.58, width =0.4, height =0.4) +
  draw_plot_label(c("A", ""),c(0, 0.45),c(1, 0.95),size = 15)

通过对这两个R包的拼图方法和效果比较，我可能更喜欢patchwork的一些，操作简单更容易上手，好啦，今天的内容就分享到这里啦~

本文作者：基迪奥-莫北
               

zhan630950832

厉害厉害

Chen PF

周新运

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学到了，记下来好好学一下才行

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学到了，很详细

静水流深mm

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静水流深mm

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Chen PF