使用 Knitr、ggplot2 和 xtable 格式化输出

Question

我正在尝试使用 Knitr、ggplot2 和 xtables 完成以下任务：

• 使用 ggplot2 生成多个带注释的 beta 分布图
• 在布局中编写输出，以便我有一个图，以及它后面的相应汇总统计表，用于每个图。
• 编写代码，以便可以以美观的方式生成 PDF 和 HTML 报告

这是我对这项任务的尝试（Rnw 文件）：

\documentclass{article}

\begin{document}

Test for ggplot2 with Knitr

<<Initialize, echo=FALSE>>=
library(ggplot2)
library(ggthemes)
library(data.table)
library(grid)
library(xtable)
library (plyr)

pltlist <- list()
statlist <- list()

@

The libraries are loaded. Now run the main loop


<<plotloop, echo=FALSE>>=
    for (k in seq(1,7)){
      x <- data.table(rbeta(100000,1.6,14+k))
      xmean <- mean(x$V1, na.rm=T)
      xqtl <- quantile(x$V1, probs = c(0.995), names=F)
      xdiff <- xqtl - xmean
      dens <- density(x$V1)
      xscale <- (max(dens$x, na.rm=T) - min(dens$x, na.rm=T))/100
      yscale <- (max(dens$y, na.rm=T))/100
      y_max <- max(dens$y, na.rm=T)
      y_intercept <- y_max-(10*yscale)
      data <- data.frame(x)

      y <- ggplot(data, aes(x=V1)) + geom_density(colour="darkgreen", size=2, fill="green",alpha=.3) +
        geom_vline(xintercept = xmean, colour="blue", linetype = "longdash") +
        geom_vline(xintercept = xqtl, colour="red", linetype = "longdash") +
        geom_segment(aes(x=xmean, xend=xqtl, y=y_intercept, yend=y_intercept), colour="red", linetype = "solid", arrow = arrow(length = unit(0.2, "cm"), ends = "both", type = "closed")) +
        annotate("text", x = xmean+xscale, y = y_max, label = paste("Val1:",round(xmean,4)), hjust=0) +
        annotate("text", x = xqtl+xscale, y = y_max, label = paste("Val2:",round(xqtl,4))) +
        annotate("text", x = xmean+10*xscale, y = y_max-15*yscale, label = paste("Val3:",round(xdiff,4))) +
        xlim(min(dens$x, na.rm=T), xqtl + 9*xscale) +
        xlab("Values") +
        ggtitle("Beta Distribution") +
        theme_bw() +
        theme(plot.title = element_text(hjust = 0, vjust=2))

      pltlist[[k]] <- y
      statlist[[k]] <- list(mean=xmean, quantile=xqtl) 

}

stats <- ldply(statlist, data.frame)
@

Plots are ready. Now Plot them

<<PrintPlots, warning=FALSE, results='asis', echo=FALSE, cache=TRUE,  fig.height=3.5>>=
for (k in seq(1,7)){
  print(pltlist[[k]])
  print(xtable(stats[k,], caption="Summary Statistics", digits=6))
}

@

Plotting Finished.


\end{document}

运行此代码后，我遇到了几个问题。

1. 当我像 R 代码一样运行此代码时，一旦我尝试打印列表中的图，geom_segment 部分的水平线开始到处移动。但是，如果我单独绘制这些数字，而不将它们放在一个列表中，那么这些数字就很好，正如我所期望的那样。
2. 只有最后一个图是我所期望的输出，在所有其他图中，geom_segment 线随机移动。
3. 我也无法像为表格一样为图表添加单独的标题。

注意事项：

• 我将 beta 随机数存储在 data.table 中，因为在我们的实际代码中，我们使用的是 data.table。然而，为了以这种方式测试 ggplot2，我将 data.table 转换为 data.frame，因为 ggplot2 需要。
• 我还需要在循环中生成随机数并在每次迭代时生成图（所以像首先生成随机数然后使用melt 这样的方法在这里不起作用），因为生成随机数是在模拟一个复杂的每次循环迭代都会调用数据库。

我正在使用 RStudio 版本 0.98.1091 和 Windows 8.1 上的 R 版本 3.1.2 (2014-10-31)

这是预期的情节：

这是我从列表中绘制时得到的图：

我的 PDF 格式输出： PDF Output

如果有任何解决方案的想法，请提出建议。

谢谢，

SG

Answer 1

我不知道为什么geom_segment 中的水平线从一个情节“移动”到另一个情节，而不是跨越xmean 到xqtl。但是，我能够通过从stats 数据框中获取值，而不是直接计算平均值和分位数，从而在正确的位置获得水平线。您只需在循环之前而不是之后创建stats 数据框，以便您可以在循环中使用它。

  stats <- ldply(statlist, data.frame)

  for (k in seq(1,7)){
    ...

    y <- ggplot(data, aes(x=V1)) + 
        ...
        geom_segment(aes(x=stats[k,1], xend=stats[k,2], y=y_intercept, yend=y_intercept), 
                 colour="red", linetype = "solid", 
                 arrow = arrow(length = unit(0.2, "cm"), ends = "both", type = "closed")) +
        ...

  pltlist[[k]] <- y
  statlist[[k]] <- list(mean=xmean, quantile=xqtl) 
  }

希望其他人能够解释异常行为，但至少这似乎可以解决问题。

对于图形标题，您可以在绘制图形的块中添加 fig.cap 参数，尽管这会导致每个图形的标题相同，并导致图形和表格被绘制在不同的组中，而不是交错：

<<PrintPlots, warning=FALSE, results='asis', echo=FALSE, cache=TRUE, fig.cap="Caption", fig.height=3.5>>=
for (k in seq(1,7)){
  print(pltlist[[k]])
  print(xtable(stats[k,], caption="Summary Statistics", digits=6))
}

Answer 2

您可能想要使用 R Markdown 和 knitr，这比使用 LaTeX 和 R 更容易（也如 zhaoy 建议的那样）。

您可能还想查看ReporteRs 包。我认为它实际上比 knitr 更容易使用。但是，您不能使用它生成 PDF。但是您可以使用 pandoc 将它们转换为 PDF。