Как построить две гистограммы вместе в R?


Я использую R и у меня есть два фрейма данных: морковь и огурцы. Каждый фрейм данных имеет один числовой столбец, в котором перечислены длины всех измеренных моркови (всего: 100k моркови) и огурцов (всего: 50k огурцов).

Я хочу построить две гистограммы-длины моркови и длины огурцов-на одном и том же участке. Они перекрываются, поэтому я думаю, что мне также нужна некоторая прозрачность. Мне также нужно использовать относительные частоты, а не абсолютные числа, так как количество экземпляров в каждой группе равно отличающийся.

что-то вроде этого было бы хорошо, но я не понимаю, как создать его из двух моих таблиц:

8 181

8 ответов:

это изображение, с которым вы связались, было для кривых плотности, а не гистограмм.

если вы читали на ggplot, то, возможно, единственное, что вам не хватает, - это объединение двух фреймов данных в один длинный.

Итак, давайте начнем с чего-то нравится то, что у вас есть два отдельных набора данных и объединить их.

carrots <- data.frame(length = rnorm(100000, 6, 2))
cukes <- data.frame(length = rnorm(50000, 7, 2.5))

#Now, combine your two dataframes into one.  First make a new column in each that will be a variable to identify where they came from later.
carrots$veg <- 'carrot'
cukes$veg <- 'cuke'

#and combine into your new data frame vegLengths
vegLengths <- rbind(carrots, cukes)

после этого, что не нужно, если ваши данные уже давно формальны, вам нужна только одна строка, чтобы сделать ваш сюжет.

ggplot(vegLengths, aes(length, fill = veg)) + geom_density(alpha = 0.2)

enter image description here

теперь, если вы действительно хотите гистограммы следующее будет работать. Обратите внимание, что вы должны изменить установки по умолчанию аргумент "стек". Вы можете пропустить это, если у вас действительно нет представления о том, как должны выглядеть ваши данные. Более высокий Альфа выглядит лучше. Также обратите внимание, что я сделал это гистограммы плотности. Это легко удалить y = ..density.. чтобы вернуть его к подсчетам.

ggplot(vegLengths, aes(length, fill = veg)) + geom_histogram(alpha = 0.5, aes(y = ..density..), position = 'identity')

enter image description here

вот еще более простое решение с использованием базовой графики и альфа-смешивания (которое не работает на всех графических устройствах):

set.seed(42)
p1 <- hist(rnorm(500,4))                     # centered at 4
p2 <- hist(rnorm(500,6))                     # centered at 6
plot( p1, col=rgb(0,0,1,1/4), xlim=c(0,10))  # first histogram
plot( p2, col=rgb(1,0,0,1/4), xlim=c(0,10), add=T)  # second

ключ в том, что цвета полупрозрачны.

редактировать, более двух лет спустя: так как это только что получил upvote, я думаю, что я могу также добавить визуальное то, что код производит как альфа-смешивание так чертовски полезно:

enter image description here

вот функция, которую я написал использует псевдопрозрачность для представления перекрывающихся гистограмм

plotOverlappingHist <- function(a, b, colors=c("white","gray20","gray50"),
                                breaks=NULL, xlim=NULL, ylim=NULL){

  ahist=NULL
  bhist=NULL

  if(!(is.null(breaks))){
    ahist=hist(a,breaks=breaks,plot=F)
    bhist=hist(b,breaks=breaks,plot=F)
  } else {
    ahist=hist(a,plot=F)
    bhist=hist(b,plot=F)

    dist = ahist$breaks[2]-ahist$breaks[1]
    breaks = seq(min(ahist$breaks,bhist$breaks),max(ahist$breaks,bhist$breaks),dist)

    ahist=hist(a,breaks=breaks,plot=F)
    bhist=hist(b,breaks=breaks,plot=F)
  }

  if(is.null(xlim)){
    xlim = c(min(ahist$breaks,bhist$breaks),max(ahist$breaks,bhist$breaks))
  }

  if(is.null(ylim)){
    ylim = c(0,max(ahist$counts,bhist$counts))
  }

  overlap = ahist
  for(i in 1:length(overlap$counts)){
    if(ahist$counts[i] > 0 & bhist$counts[i] > 0){
      overlap$counts[i] = min(ahist$counts[i],bhist$counts[i])
    } else {
      overlap$counts[i] = 0
    }
  }

  plot(ahist, xlim=xlim, ylim=ylim, col=colors[1])
  plot(bhist, xlim=xlim, ylim=ylim, col=colors[2], add=T)
  plot(overlap, xlim=xlim, ylim=ylim, col=colors[3], add=T)
}

здесь еще один способ сделать это с помощью поддержки R для прозрачных цветов

a=rnorm(1000, 3, 1)
b=rnorm(1000, 6, 1)
hist(a, xlim=c(0,10), col="red")
hist(b, add=T, col=rgb(0, 1, 0, 0.5) )

результаты в конечном итоге выглядят примерно так: alt text

уже красивые ответы есть, но я думал добавить это. Выглядит неплохо для меня. (Скопированы случайные числа из @Dirk). library(scales) нужен`

set.seed(42)
hist(rnorm(500,4),xlim=c(0,10),col='skyblue',border=F)
hist(rnorm(500,6),add=T,col=scales::alpha('red',.5),border=F)

результат...

enter image description here

обновление: этой перекрытие функция также может быть полезна для некоторых.

hist0 <- function(...,col='skyblue',border=T) hist(...,col=col,border=border) 

Я чувствую, что в результате hist0 красивее выглядеть, чем hist

hist2 <- function(var1, var2,name1='',name2='',
              breaks = min(max(length(var1), length(var2)),20), 
              main0 = "", alpha0 = 0.5,grey=0,border=F,...) {    

library(scales)
  colh <- c(rgb(0, 1, 0, alpha0), rgb(1, 0, 0, alpha0))
  if(grey) colh <- c(alpha(grey(0.1,alpha0)), alpha(grey(0.9,alpha0)))

  max0 = max(var1, var2)
  min0 = min(var1, var2)

  den1_max <- hist(var1, breaks = breaks, plot = F)$density %>% max
  den2_max <- hist(var2, breaks = breaks, plot = F)$density %>% max
  den_max <- max(den2_max, den1_max)*1.2
  var1 %>% hist0(xlim = c(min0 , max0) , breaks = breaks,
                 freq = F, col = colh[1], ylim = c(0, den_max), main = main0,border=border,...)
  var2 %>% hist0(xlim = c(min0 , max0),  breaks = breaks,
                 freq = F, col = colh[2], ylim = c(0, den_max), add = T,border=border,...)
  legend(min0,den_max, legend = c(
    ifelse(nchar(name1)==0,substitute(var1) %>% deparse,name1),
    ifelse(nchar(name2)==0,substitute(var2) %>% deparse,name2),
    "Overlap"), fill = c('white','white', colh[1]), bty = "n", cex=1,ncol=3)

  legend(min0,den_max, legend = c(
    ifelse(nchar(name1)==0,substitute(var1) %>% deparse,name1),
    ifelse(nchar(name2)==0,substitute(var2) %>% deparse,name2),
    "Overlap"), fill = c(colh, colh[2]), bty = "n", cex=1,ncol=3) }

результат из

par(mar=c(3, 4, 3, 2) + 0.1) 
set.seed(100) 
hist2(rnorm(10000,2),rnorm(10000,3),breaks = 50)

и

enter image description here

вот пример того, как вы можете сделать это в "классической" R-графике:

## generate some random data
carrotLengths <- rnorm(1000,15,5)
cucumberLengths <- rnorm(200,20,7)
## calculate the histograms - don't plot yet
histCarrot <- hist(carrotLengths,plot = FALSE)
histCucumber <- hist(cucumberLengths,plot = FALSE)
## calculate the range of the graph
xlim <- range(histCucumber$breaks,histCarrot$breaks)
ylim <- range(0,histCucumber$density,
              histCarrot$density)
## plot the first graph
plot(histCarrot,xlim = xlim, ylim = ylim,
     col = rgb(1,0,0,0.4),xlab = 'Lengths',
     freq = FALSE, ## relative, not absolute frequency
     main = 'Distribution of carrots and cucumbers')
## plot the second graph on top of this
opar <- par(new = FALSE)
plot(histCucumber,xlim = xlim, ylim = ylim,
     xaxt = 'n', yaxt = 'n', ## don't add axes
     col = rgb(0,0,1,0.4), add = TRUE,
     freq = FALSE) ## relative, not absolute frequency
## add a legend in the corner
legend('topleft',c('Carrots','Cucumbers'),
       fill = rgb(1:0,0,0:1,0.4), bty = 'n',
       border = NA)
par(opar)

единственная проблема с этим заключается в том, что он выглядит намного лучше, если разрывы гистограммы выровнены, что может быть сделано вручную (в аргументах, переданных hist).

вот версия, похожая на ggplot2, которую я дал только в базе R. Я скопировал некоторые из @nullglob.

создать

carrots <- rnorm(100000,5,2)
cukes <- rnorm(50000,7,2.5)

вам не нужно помещать его в фрейм данных, как с ggplot2. Недостатком этого метода является то, что вам придется выписать гораздо больше деталей сюжета. Преимущество в том, что у вас есть контроль над подробностями сюжета.

## calculate the density - don't plot yet
densCarrot <- density(carrots)
densCuke <- density(cukes)
## calculate the range of the graph
xlim <- range(densCuke$x,densCarrot$x)
ylim <- range(0,densCuke$y, densCarrot$y)
#pick the colours
carrotCol <- rgb(1,0,0,0.2)
cukeCol <- rgb(0,0,1,0.2)
## plot the carrots and set up most of the plot parameters
plot(densCarrot, xlim = xlim, ylim = ylim, xlab = 'Lengths',
     main = 'Distribution of carrots and cucumbers', 
     panel.first = grid())
#put our density plots in
polygon(densCarrot, density = -1, col = carrotCol)
polygon(densCuke, density = -1, col = cukeCol)
## add a legend in the corner
legend('topleft',c('Carrots','Cucumbers'),
       fill = c(carrotCol, cukeCol), bty = 'n',
       border = NA)

enter image description here

@Dirk Eddelbuettel: основная идея превосходна, но код, как показано на рисунке, может быть улучшен. [Требуется много времени, чтобы объяснить, следовательно, отдельный ответ, а не комментарий.]

The hist() функция по умолчанию рисует графики, поэтому вам нужно добавить . Кроме того, более четко установить площадь участка с помощью plot(0,0,type="n",...) вызова, в котором вы можете добавлять метки осей, заголовок сюжета и т. д. Наконец, я хотел бы упомянуть, что можно также использовать затенение, чтобы различать эти два гистограммы. Вот код:

set.seed(42)
p1 <- hist(rnorm(500,4),plot=FALSE)
p2 <- hist(rnorm(500,6),plot=FALSE)
plot(0,0,type="n",xlim=c(0,10),ylim=c(0,100),xlab="x",ylab="freq",main="Two histograms")
plot(p1,col="green",density=10,angle=135,add=TRUE)
plot(p2,col="blue",density=10,angle=45,add=TRUE)

и вот результат (слишком широкий из-за RStudio: -)):

enter image description here

R API Плотли может быть полезным для вас. График ниже здесь.

library(plotly)
#add username and key
p <- plotly(username="Username", key="API_KEY")
#generate data
x0 = rnorm(500)
x1 = rnorm(500)+1
#arrange your graph
data0 = list(x=x0,
         name = "Carrots",
         type='histogramx',
         opacity = 0.8)

data1 = list(x=x1,
         name = "Cukes",
         type='histogramx',
         opacity = 0.8)
#specify type as 'overlay'
layout <- list(barmode='overlay',
               plot_bgcolor = 'rgba(249,249,251,.85)')  
#format response, and use 'browseURL' to open graph tab in your browser.
response = p$plotly(data0, data1, kwargs=list(layout=layout))

url = response$url
filename = response$filename

browseURL(response$url)

полное раскрытие: я в команде.

Graph