R語言 繪製散點圖
［轉自：http://blog.sina.com.cn/s/blog_69ffa1f90101siek.html］
函式。簡單地說，把一些R語句（賦值、計算或其他操作步驟）包 裝起來並給它一個名稱，這就是函式。我們前面接觸過的 getClass( ), class( ), head( ), rep( ), cbind( ), rbind( )等都是函式。顯示（列印）物件 也有函式print( )，但R有更簡單的方法：輸入物件名（資料物件或函式名）就可以顯示其內容。函式一般都有引數。
R 作圖也是通過函式完成的，不同函式可以做出不同的圖形，比如plot()函式可以做散點圖、線狀圖，barplot()函式可以做出柱狀圖或條形 圖，pie()函式用於做餅形圖。作圖或者稱資料視覺化，是R的主要的功能之一。R語言雖然是一種計算機語言，但用R作圖不一定要會程式設計，相當簡單。
散點圖是最基本的資料分析圖形，我們就從它開始。
一、檔案資料讀取和儲存
作圖首先要有資料。為避免重複輸入，我們一般將R使用的資料存成文字檔案（txt檔案）或逗號分隔符檔案（csv檔案），Excel裡面有這樣的儲存選項。
好的R軟體包一般都提供有一些供學習和舉例用的樣本資料，這些資料可以用data( )函式來查詢。為方便說明，我們使用R（base包）提供的樣本資料。先看看有些什麼：
> data()
Data sets in package 'datasets':
AirPassengers Monthly Airline Passenger Numbers 1949-1960
我們用trees資料來做散點圖。先看看它是什麼樣的資料：
> str(trees) #資料的結構
'data.frame': 31 obs. of 3 variables:
$ Girth : num 8.3 8.6 8.8 10.5 10.7 10.8 11 11 11.1 11.2 ...
$ Height: num 70 65 63 72 81 83 66 75 80 75 ...
$ Volume: num 10.3 10.3 10.2 16.4 18.8 19.7 15.6 18.2 22.6 19.9 ...
> head(trees) #資料的前幾條記錄
Girth Height Volume
1 8.3 70 10.3
2 8.6 65 10.3
3 8.8 63 10.2
4 10.5 72 16.4
5 10.7 81 18.8
6 10.8 83 19.7
可以看到trees資料集是我們比較熟悉的資料框型別，有3個列變數。我們把它儲存到D盤根目錄。首先用setwd( )函式設定工作目錄，它是R讀取和儲存檔案的預設位置。注意：如果是反斜槓得用兩個。下面兩條語句效果都一樣：
> setwd("d:/")
> setwd("d:\\")
然後用write.csv( )函式儲存成trees.csv檔案：
> write.csv(trees, "trees.csv")
用read.csv( )函式讀取資料到the.data中：
> the.data <- read.csv("trees.csv", header = TRUE)
再看看讀入的資料是什麼樣子：
> str(the.data)
'data.frame': 31 obs. of 4 variables:
$ X : int 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ...
$ Girth : num 8.3 8.6 8.8 10.5 10.7 10.8 11 11 11.1 11.2 ...
$ Height: int 70 65 63 72 81 83 66 75 80 75 ...
$ Volume: num 10.3 10.3 10.2 16.4 18.8 19.7 15.6 18.2 22.6 19.9 ...
> head(the.data)
X Girth Height Volume
1 1 8.3 70 10.3
2 2 8.6 65 10.3
3 3 8.8 63 10.2
4 4 10.5 72 16.4
5 5 10.7 81 18.8
6 6 10.8 83 19.7
read.csv函式讀入的資料是資料框，多了表示序號的一列，不影響。如果嫌礙眼就去掉它。
> the.data <- the.data[ ,2:ncol(the.data)]
二、快速作圖法
用plot函式可以非常便捷地做出散點圖：
> x <- the.data$Girth
> y <- the.data$Height
> plot(x, y, main = "樹圍與樹高關係圖", xlab = "Girth", ylab = "Height")
R的快速作圖方式主要是針對資料關係的探索性分析的，不同型別的圖完全可以顯示出資料間的關係，同時避免了浪費時間在圖形外觀的設定上。如果想美化圖形，也很容易。圖形元素無非包括標題、座標軸、點、線、圖例等幾個部分，外觀包括形狀、顏色、大小、寬度和字型等。
1、標題文字設定引數：main（主標題），sub（副標題），xlab（x軸標題）和ylab（y軸標題）
2、座標軸有無：axes （TRUE/FALSE）
3、座標軸區間引數：xlim，ylim
4、點型別引數：pch
5、線型別、寬度引數：lty，lwd
6、顏色設定引數：col, col.axis, col.lab, col.main, col.sub
7、大小（包括圖形和字型）引數：cex, cex.axis, cex.main, cex.sub, cex.lab
8、如果點型別是空心點（pch=21-25），還可以設定內部填充顏色：bg引數
我們通過設定plot函式的引數做一個散點圖：
> plot(x, y, main = "樹圍與樹高關係圖", xlab = "Girth", ylab = "Height",
xlim = c(0,25), #設定x軸刻度範圍
pch = 2, col = "red", cex = 1.2, #設定圖形幾何形狀和顏色
col.lab = "blue", col.axis = "orange",
cex.lab = 1.2, cex.main = 1.5)
為了避免輸入錯誤後重復打字，一般先把繪圖語句寫到文字檔案，然後拷貝到R裡面就可以了。有關的文字編輯器後面再推薦和介紹，現在可以先用自己熟悉的任何文字編輯器做這個事情。
三、分步作圖法
上面的圖形可以一步步進行。
1、先繪製只設置了點的圖，軸不顯示，座標標題為空：
> plot(x, y, pch = 2, col = "red", axes =FALSE, xlab="", ylab="")
2、新增其他圖形元素（注意每執行一條語句後圖形會馬上有變化，中間過程的圖形就不一一貼出了）：
> plot(x, y, pch = 6, col = "red", axes =FALSE, xlab="", ylab="", xlim=c(8,22), ylim=c(10,90))
> box(col="green")
> axis(1, col="orange", lty=2, lwd=3)
> axis(2, col="purple", col.axis="purple")
> axis(4, col="seagreen")
> title(main="樹圍與樹高關係圖", cex.main = 1.5)
> title(xlab="Girth", cex.lab=1.2, col.lab="blue")
可以看到，分步作圖法可以獲得對圖形元素的更多控制，各個座標軸、標籤的顏色和字型大小都可以單獨設定。還可以在上面圖形的基礎上新增其他的資料點（在前面作圖時注意設定y軸的範圍）：
> y2 <- the.data$Volume
> points(x, y2, pch=25, col="red", bg="blue")
> title(ylab="Height or Volume", cex.lab=1.2, col.lab="red")
注 意：plot( )函式執行後會把圖形區的其他東西全“擦”掉再新作圖，這樣的圖形函式稱為高水平圖形函式；而 box( ), title( ), axis( ), points( )這些函式只是在原有圖形基礎上新增東西，它們稱為低水平圖形函式。只有使用了 高階圖形函式產生圖形區後才能使用低水平圖形函式。各圖形元素的低水平圖形函式有：
1、新增標題（主、副標題和座標軸標題）：title( )
2、新增座標軸：axis( )
3、新增資料點：points( )
4、新增線：lines( )
5、新增水平線或垂直線：abline( )
6、其他text( ), polygon( ), legend( )在後面介紹。
四、R base函式作圖的特點
以上方法是用都是R基本繪圖包（graphics包，已包含在R基本安裝包裡面）帶的作圖函式來做的，這個過程就像拿起畫筆在一張白紙上畫畫，每個圖形元素都可以自己去設計。因此R graphics包作圖的特點也就體現出來了：R提供了豐富的圖元控制函式和引數，可以方便地描繪出所需的每個元素。但是和我們普通作圖不一樣的是，R作圖沒有橡皮擦，做錯了只能重新來過。但這應該不是什麼問題，R作圖是用語句來進行的，重用這些語句可以繪製出完全一樣的圖，這點正是科學繪圖所需要的。
但是，R把圖形元素的控制全交給了我們，雖然很自由，是不是也很麻煩？這恐怕也是很多人學R作圖過程中退卻的原因吧？但這些設定是有懶辦法的：把常用的作圖引數設定好並作為函式封裝起來（類似與一些軟體的巨集操作），這樣就可以一勞永逸了。《用R語言繪製y軸不連續的柱形圖》中自編的gap.bar函式就是這樣的一個例子，函式自定義的方法請參考《R語言基礎教程6：程式設計基礎》部分。