今天学习下如何在ggplot2中添加公式标签。
绘制函数曲线
对于绘制简单的函数曲线是非常简单的，R语言内置常见的各种概率分布函数，比如正态分布、均匀分布、二项分布等，前缀无非是d/p/r/q
，分别代表密度函数/分布函数/随机函数/分位数函数。
在ggplot2中，只要使用stat_function()即可，非常简单。
library(ggplot2)
p <- ggplot(data.frame(x = c(-3,3)), aes(x = x))
p + stat_function(fun = dnorm)
plot of chunk unnamed-chunk-1p + stat_function(fun = runif)
plot of chunk unnamed-chunk-2除了自带的函数外，也支持自定义函数。
myfun <- function(x) {
x^2 + 5*x + 2
}
ggplot(data.frame(x = c(-10,10)),aes(x = x)) +
stat_function(fun = myfun) +
annotate("text", x = -5, y = 100, parse = T,
label = "'Function: ' * y == x^2 + 5*x + 2",
color = "red", size = 8
)
plot of chunk unnamed-chunk-3画出数学表达式
实现方式是很简单的，使用annotate()即可实现。可能最大的拦路虎是不知道公式在R中应该怎么打出来，但是好像没有什么特别好的办法，只能是把自己常用的背下来。
library(ggplot2)
p <- ggplot(data.frame(x = c(-3,3)), aes(x = x)) +
stat_function(fun = dnorm)
p + annotate("text", x = 2, y = 0.3, parse = T,
label = "frac(1, sqrt(2 * pi)) * e ^ {-x^2 / 2}"
)
plot of chunk unnamed-chunk-4下面再来一个例子，注意表达式中要用"*"链连接两个部分。
p + annotate("text", x=0, y=0.05, parse=TRUE, size=4,
label="'Function: ' * y==frac(1, sqrt(2*pi)) * e^{-x^2/2}")
plot of chunk unnamed-chunk-5下面是一个帮助函数，可以帮助大家随时查看各种数学符号的写作方法。
?plotmath
?demo(plotmath)
添加阴影
ggplot(data.frame(x = c(-3,3)), aes(x = x)) +
stat_function(fun = dnorm, geom = "area", fill = "orange",alpha = 0.3)
plot of chunk unnamed-chunk-7如何在部分区域绘制阴影呢？只需要把不想绘制的区域的值改为NA即可。
dnorm_limit <- function(x) {
y <- dnorm(x)
y[-2 < x & x < 2] <- NA
return(y)
}
ggplot(data.frame(x = c(-3,3)), aes(x = x)) +
stat_function(fun = dnorm_limit, geom = "area", fill = "orange",alpha = 0.3) +
stat_function(fun = dnorm)
plot of chunk unnamed-chunk-8或者使用闭包函数来解决，这是一个能够编写函数的函数。
limit_range <- function(fun, min, max) {
function(x) {
y <- fun(x)
y[x > min & x < max] <- NA
return(y)
}
}
这样就可以用这个函数来生成需要的函数和值了。
aa <- limit_range(dnorm, -2,2)
aa(-5:5)
## [1] 1.486720e-06 1.338302e-04 4.431848e-03 5.399097e-02 NA
## [6] NA NA 5.399097e-02 4.431848e-03 1.338302e-04
## [11] 1.486720e-06
把我们的闭包函数带入即可使用。
ggplot(data.frame(x = c(-3,3)), aes(x = x)) +
stat_function(fun = dnorm) +
stat_function(fun = limit_range(dnorm, -2,2), geom = "area", fill = "red", alpha = 0.4)
plot of chunk unnamed-chunk-11OK，完活儿！
