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disqus: ahb0222
GA : G-CQ4L16KHK4
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# 快速進行ggplot2繪圖布置-patchwork
> [color=#40f1ef][name=LHB阿好伯, 2024/01/13][:earth_africa:](https://www.facebook.com/LHB0222/)
###### tags: `R` `ggplot2` `可視化`
[TOC]
**patchwork** 利用簡單的數學運算符組合多個ggplot2圖片
允許任意複雜的圖組成
# 基本應用
## `＋` 加號與 `|` 豎線用於水平排版
```r=
library(ggplot2)
library(patchwork)
# 將ggplot2物件保存至變量中
p1 <- ggplot(mtcars) + geom_point(aes(mpg, disp))
p2 <- ggplot(mtcars) + geom_boxplot(aes(gear, disp, group = gear))
p3 <- ggplot(mtcars) + geom_smooth(aes(disp, qsec))
p4 <- ggplot(mtcars) + geom_bar(aes(carb))
# 搭配數學運算符號排版
p1 + p2
```
## `/`除號用於垂直排版
```r=+
p1/p2
```
## `()`括弧用於合併圖區
```r=+
(p1 | p2 | p3) /
p4
```
```r=+
(p1 / p2 /p3) | p4
```
# 控制布局
:::success
`plot_layout(
ncol = NULL,
nrow = NULL,
byrow = NULL,
widths = NULL,
heights = NULL,
guides = NULL,
tag_level = NULL,
design = NULL`
)
:::
## 欄列數
:::success
`plot_layout(ncol = NULL,
nrow = NULL )`
:::
```r=
p1 + p2 + p3
```
```r=+
p1 + p2 + p3 + plot_layout(ncol=1)
```
## 繪圖區大小
`plot_layout(widths = NULL, heights = NULL)`
```r=
p1 / p2 / p3
```
```r=+
p1 / p2 / p3 + plot_layout(heights=c(2,2,1))
```
## 空白繪圖區
`plot_spacer()`
```r=
(p1 + plot_spacer() + p2)/
(plot_spacer() + p3 + plot_spacer())
```
# 指定排版
:::success
`plot_layout(design = NULL)`
:::
```r=
design <- "
122
133
444
"
p1 + p2 + p3 + p4 + plot_layout(design = design)
```
## 鑲嵌圖片
:::success
inset_element()
:::
```r=
p1 + inset_element(p2, left = 0.5, bottom = 0.4, right = 0.99, top = 0.99)
```
## 圖例控制
### 刪除重複圖例
:::success
`plot_layout(guides='collect')`
:::
```r=
p5 <- ggplot(mtcars) + geom_point(aes(mpg, disp, color=cyl))
p6 <- ggplot(mtcars) + geom_point(aes(mpg, hp, color=cyl))
p5 + inset_element(p6, left = 0.5, bottom = 0.4, right = 0.99, top = 0.99)
```
```r=+
p5 + inset_element(p6, left = 0.5, bottom = 0.4, right = 0.99, top = 0.99) +plot_layout(guides='collect')
```
### 更改位置
:::success
`theme(legend.position='bottom')`
:::
```r=+
p5 + inset_element(p6, left = 0.5, bottom = 0.4, right = 0.99, top = 0.99) +plot_layout(guides='collect')&
theme(legend.position='bottom')
```
## 標題與註腳
```r=
p1 + inset_element(p2, left = 0.5, bottom = 0.4, right = 0.99, top = 0.99)+ plot_annotation('標題',caption = '註腳' )
```
### 變更標題字體大小
```r=+
p1 + inset_element(p2, left = 0.5, bottom = 0.4, right = 0.99, top = 0.99)+
plot_annotation('標題',caption = '註腳',
theme = theme(plot.title = element_text(size = 20)))
```
## 添加標籤
:::success
`plot_annotation(tag_levels = 'A')`
類型有'a', 'A', '1', 'i, 'I'
:::
```r=
((p1 / p2 /p3) | p4 )+
plot_annotation(tag_levels = 'A')
```
### 多層次標籤
```r=+
(((p1 / p2 /p3)+ plot_layout(tag_level = 'new')) | p4) +
plot_annotation(tag_levels = c('A', '1'))
```
```r=+
(((p1 / p2 /p3)+ plot_layout(tag_level = 'new')) | p4) +
plot_annotation(tag_levels = list(c('smaple',"type"),'1'))
```
## 添加對點陣圖形式（如raster類和nativeRaster類）
patchwork最初是為ggplot2設計的
但它一直支持其他圖形類型
比如grobs和基礎圖形（通過使用公式表示法）
在這次更新中，它增加了對另一種類型的支持
點陣圖。點陣圖類（raster class）和原生點陣圖類（nativeRaster class）現在它們可以被直接識別，並且可以通過`wrap_elements()`函數使用
```r=
library(png)
# 假設您的檔案名稱是 'LOGO2.png' 並且它位於您的工作目錄中
file_path <- 'LOGO2.png'
# 使用 readPNG 函數讀取圖像
logo2 <- readPNG(file_path, native = TRUE)
p1 +logo2
```
在被patchwork匯入的圖形也會成為事是ggplot2的物件
可以使用ggplot2的一些與法修改圖形呈現
例如背景、標題等
```r=
library(magick)
# 使用 magick 包讀取圖像
logo2 <- image_read('LOGO2.png')
# 將白色背景變為透明
logo2_transparent <- image_transparent(logo2, 'white')
# 保存修改後的圖像
image_write(logo2_transparent, 'LOGO2_transparent.png')
file_path <- 'LOGO2_transparent.png'
# 使用 readPNG 函數讀取圖像
logo2_transparent <- readPNG(file_path, native = TRUE)
p1 +logo2_transparent + ggtitle('AHB Loge') +
theme(plot.background = element_rect('grey'))
```
利用inset_element()就可以將圖片作為浮水印放到繪圖中
```r=
inset_element(p, left, bottom, right, top, align_to = "panel", on_top = TRUE,
clip = TRUE, ignore_tag = FALSE)
```
:::danger
inset_element 函數在 patchwork 包中被用於將一個圖形元素（p）插入到另一個圖形中。
它的主要參數包括：
left, bottom, right, top：這些參數定義了插入圖形的位置和大小，
通常使用“npc”單位（0至1之間的數字），表示在父圖形中的相對位置。
align_to：決定對齊方式，可以是"panel"（默認）、"plot"或"full"。
on_top：布林值，決定圖形是否疊加在頂部。
clip：布林值，用於決定是否剪裁超出範圍的圖形部分。
ignore_tag：布林值，用於決定是否忽略標籤。
:::
```r=
p1 + inset_element(logo2_transparent, 0.8, 0.8, 1, 1, align_to = 'full') + theme_void()
```
## 刪除重複的座標軸
當多個圖表共享相同的y軸時，為了避免視覺上的混亂
可以移除最右側圖表的軸
當然，通過設定主題來移除它，將相關的主題元素設置為element_blank()
但這樣做可能有些麻煩！
使用`element_blank()`非常簡單
這種方法能輕鬆地管理和自定義圖表的軸線顯示
從而使得圖形的整體呈現更加清晰和專業。
```r=
p1+p2
```
```r=+
p1 + p2 + plot_layout(axes = "collect")
```
也可以選擇只刪除Y座標標題
p1 + p2 + plot_layout(axis_titles = "collect")
若是有使用到 `|` 豎線用於水平鑲嵌的排版
你會發現`plot_layout(axes = "collect")`不起作用
```
p1 + (p1 | p2) + plot_layout(axes = "collect")
```
官方推薦可以使用`widths`進行排版
```r=
plot_layout
function (ncol = NULL, nrow = NULL, byrow = NULL, widths = NULL,
heights = NULL, guides = NULL, tag_level = NULL, design = NULL,
axes = NULL, axis_titles = axes)
```
但我更推薦使用design矩陣的方式
更加直覺且能進行更多變化
:::danger
ncol 和 nrow：分別定義列數和行數。
byrow：決定布局是按行還是按列填充。
widths 和 heights：用於設定每列或每行的寬度和高度。
guides：控制圖例的顯示方式。
tag_level：設定標籤層次。
axes 和 axis_titles：控制軸線的收集與顯示方式。
design：提供一個更靈活的方式來定義佈局。
:::
```r=
# 創建一個描述佈局的矩陣
design <- "
1122
3333
4444
"
p1 + p2 + p3 + p4 + plot_layout(design = design, axes = "collect")
```
最後官方展示了一個不受文字拘束的的排版方式
避免受到過長的軸標籤所影響`p1 / p3`
```
p1 / free(p3) + plot_layout(guides = "collect") & theme_dark()
```
# 參考資料
>[Multiple plots in ggplot2 with patchwork](https://gotellilab.github.io/GotelliLabMeetingHacks/NickGotelli/ggplotPatchwork.html)
>[Insetting a new patchwork version](https://www.r-bloggers.com/2020/11/insetting-a-new-patchwork-version/)
>[Insetting a new patchwork version](https://www.data-imaginist.com/posts/2020-11-09-insetting-a-new-patchwork-version/index.html)
>
全文分享至
https://www.facebook.com/LHB0222/
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