利用ggplot2包绘制barplot简单条形图

R

科研作图

作者头像 陈琼博士 · 发布于 2022年4月29日 · 最后更新于 2025年4月6日

1 什么是条形图？

条形图（bar chart）是用宽度相同的条形的高度或长短来表示数据多少的图形。条形图可以横置或纵置，纵置时也称为柱形图（column chart）。此外，条形图有简单条形图、复式条形图等形式。

2 条形图有哪些类型

  • 简单条形图：
  • 簇状条形图和三维簇状条形图：簇状条形图比较各个类别的值。在簇状条形图中，通常沿垂直轴组织类别，而沿水平轴组织数值。三维簇状条形图以三维格式显示水平矩形，而不以三维格式显示数据。
  • 堆积条形图和三维堆积条形图：堆积条形图显示单个项目与整体之间的关系。三维堆积条形图以三维格式显示水平矩形，而不以三维格式显示数据。
  • 百分比堆积条形图和三维百分比堆积条形图：此类型的图表比较各个类别的每一数值所占总数值的百分比大小。三维百分比堆积条形图表以三维格式显示水平矩形，而不以三维格式显示数据。

3 如何绘制barplot条形图？

3.1 绘制简单barplot条形图

如果你还没有安装ggplot2包，那么请先安装此包，如果已经安装，请忽略此步骤。

install.packages("ggplot2")

首先，准备一下绘制barplot条形图所需的数据，我们就拿河南省前10位癌症发病率数据来举例。

data <- data.frame(
  site=c("肺癌","乳腺癌","胃癌","食管癌","肝癌","宫颈癌","结直肠癌","子宫体癌","甲状腺癌","卵巢癌"),
  incid=c(53.35,39.25,35.74,31.11,29.15,19.24,18.15,9.99,7.92,7.04))
head(data)
    site incid
1   肺癌 53.35
2 乳腺癌 39.25
3   胃癌 35.74
4 食管癌 31.11
5   肝癌 29.15
6 宫颈癌 19.24

利用ggplot2包的geom_bar()函数绘制简单条形图

library(ggplot2)
library(dplyr)
plot <- data %>%
  # 通过reorder(site,-incid)来改变条形的顺序，按照incid值的大小排列条形
  ggplot(aes(x=reorder(site,incid), y=incid)) +
  # 输出条形图，并把条形填充为蓝色
  geom_bar(stat="identity",fill="steelblue")+
  theme(text=element_text(family="STKaiti",size=14))
ggsave("plot.png")

条形图

把垂直条形图转换为水平条形图，通过coord_fip()坐标轴转换函数实现。

plot + 
  # 转置坐标轴
  coord_flip()

简单条形图

条形图：坐标轴转置

ggplot2包里有一些自带的主题，我们可以应用这些主题来快速的调整图的样式。

plot+coord_flip()+
  # 使用classic主题
  theme_classic()+
    theme(text=element_text(family="STKaiti",size=14))

然后我们进一步对条形图进行修饰，比如更改坐标轴标题、把x轴由底部调整至顶部显示、添加条形图数据标签等等。

plot+
  # 对坐标轴进行转置
  coord_flip()+
  # 使用经典的科研作图主题
  theme_classic()+
  # 设置x轴标题
  xlab("癌种")+
  # 设置y轴标题
  ylab("发病率(1/10万)")+
  # 把转置后的x轴位置调整到顶部显示
  scale_y_continuous(position="right")+
  # 添加数据标签
  geom_text(aes(label=incid), size=3.5)+
 theme(text=element_text(family="STKaiti",size=14))

3.2 绘制分组barplot条形图

准备绘制分组条形图的数据，我们可以添加不同癌种的死亡率数据，分为两组：发病率和死亡率。

data2 <- data.frame(
  site=c("肺癌","乳腺癌","胃癌","食管癌","肝癌","宫颈癌","结直肠癌","子宫体癌","甲状腺癌","卵巢癌","肺癌","乳腺癌","胃癌","食管癌","肝癌","宫颈癌","结直肠癌","子宫体癌","甲状腺癌","卵巢癌"),
  type=c(rep("发病率",10),rep("死亡率",10)),
  value=c(53.35,39.25,35.74,31.11,29.15,19.24,18.15,9.99,7.92,7.04,41.22,9.92,27.87,23.36,24.46,6.05,8.85,2.16,0.76,3.00))
head(data)
    site incid
1   肺癌 53.35
2 乳腺癌 39.25
3   胃癌 35.74
4 食管癌 31.11
5   肝癌 29.15
6 宫颈癌 19.24

ggplot2在使用fill添加分组选项时，会默认绘制堆积条形图，我们可以使用position_dodge() 函数来改变默认情况，绘制分组条形图。

data2%>%
  ggplot(aes(x=reorder(site,value), y=value, fill=type)) +
  # 使用position=position_dodge()改变堆积条图为分组条图
  geom_bar(stat="identity",position=position_dodge())+
  coord_flip()+
  theme_classic()+
  scale_y_continuous(position = "right")+
  xlab("癌种")+
  ylab("率(1/10万)")+
  geom_text(aes(label=value),size=2,position=position_dodge(0.9))+
    theme(text=element_text(family="STKaiti",size=14))->plot2
plot2

我们可以改变条形图条的颜色，也可以修改图例的位置、标题等等。

plot2+
  # 修改条的颜色为以下两个色号
  scale_fill_manual(values=c('#999999','#E69F00'))

# 我们也可以使用color palettes改变分组条图的颜色
plot2+
scale_fill_brewer(palette="Blues")

# 我们可以利用theme()对图例进行修改
plot2+
  theme(
    # 修改图例的位置
    legend.position = c(0.8,0.2),
    # 取消图例的标题
    legend.title=element_blank()
  )
Warning: A numeric `legend.position` argument in `theme()` was deprecated in ggplot2
3.5.0.
ℹ Please use the `legend.position.inside` argument of `theme()` instead.

陈琼博士

陈 琼

博士 副主任医师

他从事肿瘤登记与人群流行病学研究，编写肿瘤登记年报，并开发和维护个人网站。他撰写博文，分享数据分析方法、可视化技巧和自动化报告解决方案，同时学习 R 语言，开发 R 包，不断探索高效的数据处理与展示方式。 🚀

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