R語言筆記 R中設置圖形參數--函數par()詳解

   R有著非常強大的繪圖功能，我們可以利用簡單的幾行代碼繪制出各種圖形來，但是有時候默認的圖形設置沒法滿足我們的需要，甚至會碰到各種各樣的小問題：如坐標軸或者標題出界了，或者圖例說明的大小或者位置遮擋住了圖形，甚至有時候默認的顏色也不能滿足我們的需求。如何進行調整呢？這就用到了“強大”的函數par()。我們可以通過設定函數par()的各個參數來調整我們的圖形，這篇博文就是對函數par()的各個參數進行一下總結。

    函數par()的使用格式如下：

      par(..., no.readonly = FALSE)

    其中...表示所有類似于tag=value形式的參數。下面會具體的對這些參數進行描述。當參數no.readonly=TRUE時，函數par()就只允許有這一個參數了，并且會返回當前繪圖設備中各個參數的參數值。

    每一個圖形設備都有自己的繪圖參數，如果當前還沒有打開繪圖設備，那么函數par()在進行參數設置之前會自動的打開一個新繪圖設備。
   如前面所說，直接在R編輯器中輸入命令par()或者par(no.readonly=TRUE)都可以獲取當前的各個繪圖參數。
    函數par()中的參數可以分為三大類：

1. 只能讀取，不能進行設置。包括參數cin，cra，csi，cxy， din。

2. 只能通過函數par()進行設置。包括參數：

3. 
   

• "ask",

• "fig", "fin",

• "lheight",

• "mai", "mar", "mex", "mfcol", "mfrow", "mfg",

• "new",

• "oma", "omd", "omi",

• "pin", "plt", "ps", "pty",

• "usr",

• "xlog", "ylog"

    當一個參數的值被設定時，默認的會返回設定之前這個參數的值，我們可以通常一些變量把這些值保存下來。執行完操作之后，可以利用這些歷史值進行恢復設定（但是不建議這么做，因為可能會引起一些參數值沖突）。如：

> x<-par(bg="red")
> x
$bg
[1] "transparent"

> plot(1:10)
> par(x)
> plot(1:100)

    接下來就對各個參數的含義進行一下大概的說明，中間會用一些簡單的代碼作為示例。

• 
  

  • adj。該參數值用于設定在text、mtext、title中字符串的對齊方向。0表示左對齊，0.5（默認值）表示居中，而1表示右對齊(說明一下，區間[0,1]內的任何值都可以作為參數adj的有效值，并且在大部分的圖形設備中，介于區間外的值也是有效的)。注意一下，函數text中的參數adj的值可以以類似于形式adj=c(x,y)調整方向。但是在text中該參數的值影響的是對點的標記，對函數mtext和title來說，參數adj的值影響的是整個圖像或設備區域。

  • > par(mfrow=c(1,2))
> plot(1:4)
> title("plot(1:4)",adj=0)
> plot(1:4)
> title("plot(1:4)",adj=1)

• ann。如果ann=FALSE，那么高水平繪圖函數會調用函數plot.default使對坐標軸名稱、整體圖像名稱不做任何注解。默認值為TRUE。

> plot(1:4,ann=FALSE,main='plot(1:4,ann=FALSE)')#盡管指定了參數main的值，但是圖像中仍然沒有顯示
> plot(1:4,ann=TRUE,main='plot(1:4,ann=FALSE)')

• ask，邏輯值。若為TRUE（且當前的R會話是可交互狀態），則在繪制新圖像之前會要求用戶輸入確認信息。同樣的，會對擴展包grid和lattice的輸出有影響，甚至可能會應用到沒有屏幕輸出的設備上（但可能會沒有效果）。

• bg。用于設定繪圖區域的背景顏色。當通過函數par()調用時，會同時設定參數new=FALSE。對很多設備來說，該參數的初始值就是該設備的背景顏色值，其他情況下一般為"white"。需要注意一點的是，一些圖形函數例如plot.default和points等也有名為bg的參數，但是代表的含義是不同的。

• bty。該參數值為字符串型，用于限定圖形的邊框類型。如果bty的值為"o"（默認值）、"l"、"7"、"c"、"u"或者"]"中的任意一個，對應的邊框類型就和該字母的形狀相似。如果bty的值為"n"，表示無邊框。

• cex。用于表示對默認的繪圖文本和符號放大多少倍。需要注意一些繪圖函數如plot.default等也有一個相同名字的參數，但是此時表示在函數par()的參數cex的基礎上再放大多少倍，此外還有函數points等接受一個數值向量為參數。

• cex.axis。表示在當前的cex設定情況下，對坐標軸刻度值字體的放大倍數。

• cex.lab。表示在當前的cex設定情況下，對坐標軸名稱字體的放大倍數。

• cex.main。表示在當前的cex設定情況下，對主標題字體的放大倍數。

• cex.sub。表示在當前的cex設定情況下，對子標題字體的放大倍數。

• cin。這是一個只讀參數，不能進行修改。以形式（width,height）返回字體大小，單位為英寸。這和參數cra的作用一樣，只是測量單位不同。

• col。用于設定默認的繪圖顏色（無可否認這是一個非常特別的參數，以后會總結博文專門討論如何設定顏色）。

• col.axis。坐標軸刻度值的顏色，默認為"black"。如代碼：

> par(cex.axis=3,col.axis="red")

> plot(1:4)

• col.lab。坐標軸名稱的顏色，默認為"black"。

• col.main。主標題的顏色，默認為"black"。

• col.sub。子標題的顏色，默認為"black"。

• cra。參見參數cin的說明。

• crt。該參數的值為一個表示度數的數值，用于表示單個字符的旋轉度數，最好為90的倍數。和參數srt的不同之處在于后者是對整個字符串進行旋轉。

• csi。只讀參數，返回默認的字符高度，以英寸為單位。

• cxy。只讀參數，以形式(width,height)返回默認的字符寬度、高度，其中par("cxy")=par("cin")/par("pin")。

• din。只讀參數，表示繪圖設備的尺寸規格，以形式(width,height)返回，單位為英寸。

• family。圖形中字符的字體類型。最大的長度為200 bytes。默認值為""，表示采用繪圖設備的默認字體。

• fg。圖形中顯著位置的顏色（如坐標軸、刻度線，邊框等），一般默認為"black"。

• fig。一個數值向量，形式為c(x1, x2, y1, y2)，用于設定當前圖形在繪圖設備中所占區域，注意需要滿足x1<x2,y1<y2。如果修改參數fig，會自動打開一個新的繪圖設備，而若希望在原來的繪圖設備中添加新的圖形，需要和參數new=TRUE一起使用。如代碼：

> par(fig=c(0,0.5,0,0.5))
> plot(1:3)

> par(fig=c(0.5,1,0.5,1))
> plot(1:3)

> par(fig=c(0,0.5,0,0.5),new=TRUE)

> plot(1:3)

• fin。當前繪圖區域的尺寸規格，形式為(width,height)，單位為英寸。如果修改了這個參數的值，默認為啟動一個新的繪圖設備。

• font。用于設定采用哪種字型，為一個整數。1代表純文本（默認值），2表示黑體，3表示斜體，4表示黑色斜體。在Adobe字符編碼下，5也可以。

• font.axis。坐標軸刻度值的字型。

• font.lab。坐標軸名稱的字型。

• font.main。主標題的字型。

• font.sub。子標題的字型。

• lab。以形式c(x,y,len)表示的數值型向量，用于對坐標軸的名稱進行設定。值x和y用于設定x和y軸上的刻度線的個數，而len設定了刻度線的長度（目前R中這個值是沒有效應的）。

• las。只能是0,1,2,3中的某一個值，用于表示刻度值的方向。0表示總是平行于坐標軸；1表示總是水平方向；2表示總是垂直于坐標軸；3表示總是垂直方向。

• lend。線段的端點樣式，參數值可以為一個整數或者一個字符串。參數值為0或者"round"時，表示端點樣式為圓角（默認值）；為1或者"butt"時，表示端點直接截斷；為2或者"square"表示延伸末端。如代碼：

> plot(1:8,type="n",ylim=c(1,6))
> x0<-c(1,2,3,5,6)
> y0<-rep(1,5)
> x1<-x0
> y1<-rep(6,5)
> segments(x0,y0,x1,y1)
> x0<-rep(0,4)
> y0<-seq(1.3,4.3,1)
> x1<-c(1,6,3,1)
> y1<-y0
#默認情形
> segments(x0,y0,x1,y0,lwd=10,col="red")
#修改參數lend=1
> y0<-seq(1.6,4.6,1)
> y1<-y0
> segments(x0,y0,x1,y0,lwd=10,col="green",lend=1)
#修改參數lend=2
> y0<-seq(1.9,4.9,1)
> y1<-y0
> x0<-x1
> x1<-c(2,8,5,3)
> segments(x0,y0,x1,y0,lwd=10,col="blue",lend=2)

• lty。直線類型。參數的值可以為整數（0為空，1為實線（默認值），2為虛線，3為點線，還可以為4、5、6等），也可以為字符串（和整數是一一對應的，如"blank"、"solid"、"dashed"、"dotted"、"dotdash"、"longdash"或者 "twodash"）。

• lwd。線條寬度。必須為一個整數，默認值為1。具體的實現根據設備而定，有一些繪圖設備不支持線條寬度小于1。

• mfcol，mrow。用于設定圖像設備的布局（簡單的說就是將當前的繪圖設備分隔成了nr*nc個子設備），參數形式為c(nr, nc)。子圖的繪圖順序是按列還是按行就分別根據是參數指定的是mfcol還是mfrow。想要實現相同的功能還可以利用函數layout或者split.screen。

• mgp。設定標題、坐標軸名稱、坐標軸距圖形邊框的距離。默認值為c(3,1,0)，其中第一個值影響的是標題。

• new。邏輯值，默認值為FALSE。如果設定為TRUE，那么下一個高級繪圖命令并不會清空當前繪圖設備。

• oma。參數形式為c(bottom, left, top, right) ，用于設定外邊界。

• omi。和參數oma的作用一樣，只是這次參數的單位為英寸。

• pch。表示點的形狀，它的值可以為數值型（介于0到25之間的數值），也可以為字符型。1代表圓圈，2代表三角形，3代表“+”號。當pch的值為字符型時，那么點就通過該字符來表示。

• pin。當前的維度，形式為c(width,height)，單位為英寸。

• plt。形式為 c(x1, x2, y1, y2)，設定當前的繪圖區域。

• pty。一個字符型參數，表示當前繪圖區域的形狀，"s"表示生成一個正方形區域，而"m"表示生成最大的繪圖區域。

• srt。字符串旋轉度數，只支持函數text。

• tck。刻度線的長度，為一個小于等于的小數，表示繪圖區域的高度或寬度的一部分（取高度或寬度中較小的值）。如果tck=1，則表示繪制網格線。默認值為NA（相當于tcl=-0.5）。

• tcl。同樣可用于設定刻度線的長度，但是和tck的單位不同。它的默認值為-0.5。

• usr。一個形式為c(x1, x2, y1, y2)的向量，表示當前繪圖區域的坐標值范圍：c(xleft, xright, ybottom, ytop)。如果采用的對數刻度（如par("xlog")=TRUE），那么x坐標軸的表示范圍為10^par("usr")[1:2]，同樣也可以得到y坐標軸的表示范圍。

• xaxp。一個形式為c(x1, x2, n)的向量，表示當par("xlog")=false時，x坐標軸的刻度線的區間及區間中的刻度線個數。若par("xlog")=TRUE，情形就稍微復雜了：若取值范圍較小，那么n是一個負數，且刻度線的分布和正常情形（沒有對數轉換）下相似；若n取值為1、2、3中的一個，c(x1,x2)=10^par("usr")[1:2]（并且此時par("usr")是指par("xlog")=TRUE情況下返回的值）。具體解釋如下：

n=1，在坐標值為10^j（j為整數）處繪制刻度線。

n=2，在坐標值為k*(10^j)處繪制刻度線，其中k為1或者5。

n=3，在坐標值為k*(10^j)處繪制刻度線，其中k為1、2或者5。

• yaxp。同xaxp類似，表示y坐標軸的刻度線的區間及區間中的刻度線個數。

• xaxs。坐標軸x的間隔設定方式。取值范圍為："r", "i", "e", "s", "d"。一般來說，計算方式是由xlim的數值范圍確定的（如果xlim指定了的話）。"r"(regular)首先會對數值范圍向兩端各延伸4%，然后在延伸后的數值區間中設置坐標值；"i"(internal)直接在原始的數據范圍中設置坐標值；"s"(standard)和"e"(extended)、；"d"(direct)目前還不支持。

• yaxs。類似于xaxs，對坐標軸y的間隔設定方式。

• xaxt。用于設定x坐標軸的刻度值類型，為一個字符。"n"表示不繪制刻度值及刻度線；"s"表示繪制，默認值。

• yaxt。類似于xaxt。

• xlog。一個邏輯值。如果為TRUE，表示對x軸為對數坐標軸，默認值為FALSE。

• ylog。類似于xlog。

    最后，說明一點：如何設定顏色？R提供了很多和顏色相關的函數供我們調用，如colors()、palette()、rainbow()、rgb()、gray()、hsv()、hcl()等等。以后也會對“如何設定顏色”這一問題進行整理，并且接下來關于R語言的博文也會重點關注于可視化方面，包括如何繪制散點圖、條形圖、熱點圖、地圖等。