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1、实验目的,实验内容,学习如何应用R软件解决绘图问题,1、绘图方法 2、应用实例 3、实验作业,第六讲 图形,常用图形,S-PLUS有很强的图形功能，它可以用简单的函数调用迅速作出数据的各种图形，当你熟悉了S图形的技术之后也可以指定许多图形选项按自己的要求定制图形。它的另一个特色是同一个绘图函数对不同的数据对象可以作出不同的图形。例如，读入cl数据框： c1=read.table(“E:/c1.txt“, header = TRUE, sep = “) names(cl); attach(cl);plot(Height) 或 plot(cl$Height) 绘制身高的散点图（纵轴为身高值，横轴为
2、下标）。 最常用的绘图函数为plot()，用plot()作两个变量x与y的散点图，使用如下例的方法： plot(Height, Weight, main=“体重对身高的回归“, + xlab=“身高“, ylab=“体重“),为了绘制连线图，只要在plot()函数中加type=“l”选项， plot(1:50)/50, log(1:50)/50), type=“l“),可以绘制变量的茎叶图，,Usage: stem(x, scale = 1, width = 80, atom = 1e-08) Arguments: x: a numeric vector. scale: This contro
3、ls the plot length. width: The desired width of plot. atom: a tolerance. References: Becker, R. A., Chambers, J. M. and Wilks, A. R. (1988) _The New S Language_. Wadsworth & Brooks/Cole. Examples: stem(islands) stem(log10(islands),stem(cl$Weight, scale = 1, width = 80, atom = 1e-08),The decimal poin
4、t is 1 digit(s) to the right of the | 4 | 1 6 | 7 8 | 3445508 10 | 0332233 12 | 83 14 | 0,sort(Weight) 1 50.5 77.0 83.0 84.0 84.0 84.5 85.0 90.0 98.0 99.5 102.5 102.5 13 112.0 112.0 112.5 112.5 128.0 133.0 150.0,stem(cl$Weight, scale = 2, width = 80, atom = 1e-08),The decimal point is 1 digit(s) to
5、the right of the | 5 | 1 6 | 7 | 7 8 | 34455 9 | 08 10 | 033 11 | 2233 12 | 8 13 | 3,sort(Weight) 1 50.5 77.0 83.0 84.0 84.0 84.5 85.0 90.0 98.0 99.5 102.5 102.5 13 112.0 112.0 112.5 112.5 128.0 133.0 150.0,绘制一个变量的盒形图，如： boxplot(cl$Weight),可以绘制几个变量并排的盒形图， boxplot(cl$Heightcl$Sex,data=cl), boxplot(cl
6、$Heightcl$Sex,data=cl,col = “lightgray“);,用hist()函数可以绘制直方图。例如： hist(Weight),用qqnorm()函数绘制正态概率图，如： qqnorm(Weight),高级图形函数,S的图形函数分为两类： 高级图形函数直接绘制图形并可自动生成坐标轴等附属图形元素； 低级图形函数可以修改已有的图形或者为绘图规定一些选择项。 高级图形函数总是开始一个新图。下面我们介绍常用的高级图形函数，以及用来修饰这些高级图形函数的常用可选参数。,最常用的是plot()函数。比如， plot(x,y)（其中x，y是向量）对两个变量画散点图。 用plot(z
7、) （其中z是一个定义了x变量和y变量的列表，或者一个两列的矩阵）也可以达到同样目的。 如果x是一个时间序列对象（时间序列对象用ts()函数生成），plot(x)绘制时间序列曲线图。 如果x是一个普通向量，则绘制x的值对其下标的散点图。 如果x是复数向量则绘制虚部对实部的散点图。 如果f是一个因子，则plot(f)绘制f的条形图（每个因子水平的个数）。 如果f是因子，y是同长度的数值向量，则plot(f,y)对f的每一因子水平绘制y中相应数值的盒形图。 如果d是一个数据框，则plot(d)对d的每两个变量之间作图（散点图等）。, load(“F:/R/cl.RData“) plot(cl$Se
8、x),如果X是一个数值型矩阵或数据框，用pairs(X)可以绘制每两列之间的散点图矩阵。这在变量个数不太多时可以同时看到多个变量的两两关系，变量太多时则图示过小而看不清。 协同图（coplot）是一种多变量的探索性分析图形。其形式为coplot(y x | z)，其中x 和y是数值型向量，z是同长度的因子。对z的每一水平，绘制相应组的x和y的散点图。如: attach(cl) coplot(Weight Height | Sex),如果z是一个数值型变量，则coplot() 先对z的取值分组，然后对z的每一组取值分别绘图。 甚至可以用如coplot(yx | x1+x2)表示对x1和x2的每一
9、水平组合绘图。 coplot()和pairs()函数缺省绘制散点图，但可以用一个panel= 参数指定其它的低级绘图函数，如lines，panel.smooth等。 tsplot(x)绘制时间序列曲线图。多个参数时tsplot(x1, x2, .)表示绘制多条曲线，自动统一曲线取值范围。如果参数非时间序列对象则以下标1，2，3等为横坐标绘图。,qqnorm(x), qqline(x), qqplot(x,y)作分位数分位数图。qqnorm(x)对向量x作正态概率（纵轴为次序统计量值，横轴为对应该次序统计量的标准正态分布分位数值）。qqline(x) 除作qqnorm(x)图之外还画一条拟合曲线
10、。qqplot(x,y)把x和y的次序统计量分别画在x轴和y 轴以比较两个变量的分布。 hist(x)作向量x的直方图。缺省时自动确定分组，也可以用nclass=参数指定分组个数，或者用breaks=参数指定一个分组点向量。如果指定了prob=T则纵轴显示密度估计。 S也可以作三维图或等值线图，函数为persp()和contour()。,高级图形函数的常用选项,高级图形函数有一些共同的选项，作为函数的可选参数（自变量）。例如： plot(x) plot(x, main=“Graph of x“) 其中的main就是一个可选参数，用来指定图形的标题。没有此选项时图形就没有标题。这样的选项还有,低
11、级图形函数,高级图形函数可以迅速简便地绘制常见类型的图形，但是，某些情况下你可能希望绘制一些有特殊要求的图形。比如，你希望坐标轴按照自己的设计绘制，在已有的图上增加另一组数据，在图中加入一行文本注释，绘出多个曲线代表的数据的标签，等等。 低级图形函数让你在已有的图的基础上进行添加。 低级图形函数一般需要指定位置信息，其中的坐标指的是所谓用户坐标，即前面的高级图形函数所建立的坐标系中的坐标。坐标可以用两个向量x和y给出，也可以由一个两列的矩阵给出。如果交互作图可以用下面介绍的locator()函数来交互地从图形中直接输入坐标位置。 常用的低级图形函数罗列如下：, plot(c1$Heightc1
12、$Sex=男,c1$Weightc1$Sex=男,col=Blue) points(c1$Heightc1$Sex=女,c1$Weightc1$Sex=女,col=Red),交互图形函数,S的低级图形函数可以在已有图形的基础上添加新内容，另外，S还提供了两个函数locator 和identify可以让用户通过在图中用鼠标点击来确定位置。 函数locator(n, type)运行时会停下来等待用户在图中点击，然后返回图形中鼠标点击的位置的坐标。等待点击时用鼠标中键点击可以选择停止等待，立即返回。参数n指定点击多少次后自动停止，缺省为500次；参数type如果使用则可指定绘点类型，与plot()函
13、数中的type 参数用法相同，在鼠标点击处绘点（线、垂线，等等）。locator()的返回值是一个列表，有两个变量（元素）x和y，分别保存点击位置的横坐标和纵坐标。,例如，为了在已经绘制的曲线图中找一个空地方标上一行文本，只要使用如下程序： text(locator(1), “Normal density“, adj=0) text()函数的adj参数用一个数字表示文本串相对于给定的坐标的画法，adj=0表示给定坐标为文本串左侧的坐标，adj=1表示给定坐标为文本串右侧的坐标，adj=0.5表示给定坐标为文本串中间的坐标。 函数identify(x, y, labels)在运行时也会停下来等待
14、用户点击，直到按了鼠标中键，任何返回用户在图形中用鼠标点击的点的序号，点击时对点击的点加标签。参数x和y给出要识别的各个点的坐标。labels参数指定点击某个点时要在旁边绘制的文本标签，缺省时标出此点的序号，如果只需要返回值而不想画任何标记则可以在调用此函数时加一个plot=F参数。,注意identify()与locator()不同，locator()返回图中任意点击位置的坐标，而identify() 只返回离点击位置最近的点的序号。 例如，我们在向量x和y中有若干个点的坐标，运行如下程序： attach(cl) plot(Height, Weight) ; identify(Height,W
15、eight) 这时显示转移到图形窗口，进入等待状态，用户可以点击图中特别的点，该点的序号就会在旁边标出。为了结束，只要单击鼠标中键或单击右键并选择停止。返回结果为你点击的各个点的序号： 警告: 已经找到了最近的点 警告: 没有0.25英尺的点 1 1 2 10 15 16,图形参数的使用,前面我们已经看到了如何用main=，xlab=等参数来规定高级图形函数的一些设置。在实际绘图，特别是绘制用于演示或出版的图形时，S用缺省设置绘制的图形往往不能满足我们的要求。 但是，S提供了一系列所谓图形参数，通过使用图形参数可以修改图形显示的所有各方面的设置。图形参数包括关于线型、颜色、图形排列、文本对齐方
16、式等各种设置。每个图形参数有一个名字，比如col代表颜色，取一个值，比如col=“red“是红色。每个图形设备有一套单独的图形参数。 设置图形参数分为两种：永久设置与临时设置。永久设置使用par()函数进行设置，设置后在退出前一直保持有效；临时设置则是在图形函数中加入图形参数，如上面的例子： text(locator(1), “Normal density“, adj=0) 中的adj参数。,par()函数用来访问或修改当前图形设备的图形参数。如果不带参数调用，如： par() 结果为一个列表，列表的各元素名为图形参数的名字，元素值为相应图形参数的取值。 如果调用时指定一个图形参数名的向量作为参数，则只返回被指定的图形参数的列表： par(c(“col“, “lty“) par(col.axis) 1 “black“ 调用时指定名字为图形参数名的有名参数，则修改指定的图形参数，并返回原值的列表： oldpar = par(col=4, lty=2) oldpa
