在同一张图上使用 ggplot2 将两个变量绘制为线

Question

一个非常新的问题，但假设我有这样的数据：

test_data <-
  data.frame(
    var0 = 100 + c(0, cumsum(runif(49, -20, 20))),
    var1 = 150 + c(0, cumsum(runif(49, -10, 10))),
    date = seq(as.Date("2002-01-01"), by="1 month", length.out=100)
  )

如何使用ggplot2 在同一张图上绘制时间序列var0 和var1，并在x 轴上绘制date？如果您将var0 和var1 制作成不同的颜色，并且可以包含图例，则可以获得奖励积分！

我确定这很简单，但我找不到任何示例。

Answer 1

对于少量的变量，可以自己手动建图：

ggplot(test_data, aes(date)) + 
  geom_line(aes(y = var0, colour = "var0")) + 
  geom_line(aes(y = var1, colour = "var1"))

Answer 2

一般的方法是将数据转换为长格式（使用包reshape或reshape2中的melt()）或tidyr包中的gather()/pivot_longer()：

library("reshape2")
library("ggplot2")

test_data_long <- melt(test_data, id="date")  # convert to long format

ggplot(data=test_data_long,
       aes(x=date, y=value, colour=variable)) +
       geom_line()

另请参阅this question，了解将数据从宽改成长。

Answer 3

对于 ggplot2，您需要数据采用“高”格式而不是“宽”格式。 “宽”意味着每行有一个观察，每个变量作为不同的列（就像你现在一样）。您需要将其转换为“高”格式，其中有一列告诉您变量的名称，另一列告诉您变量的值。从宽到高的过程通常被称为“融化”。您可以使用tidyr::gather 来融化您的数据框：

library(ggplot2)
library(tidyr)

test_data <-
  data.frame(
    var0 = 100 + c(0, cumsum(runif(49, -20, 20))),
    var1 = 150 + c(0, cumsum(runif(49, -10, 10))),
    date = seq(as.Date("2002-01-01"), by="1 month", length.out=100)
  )
test_data %>%
    gather(key,value, var0, var1) %>%
    ggplot(aes(x=date, y=value, colour=key)) +
    geom_line()

为了清楚 ggplot 在通过 gather 管道后消耗的 data 看起来像这样：

date        key     value
2002-01-01  var0    100.00000
2002-02-01  var0    115.16388 
...
2007-11-01  var1    114.86302
2007-12-01  var1    119.30996

Answer 4

使用您的数据：

test_data <- data.frame(
var0 = 100 + c(0, cumsum(runif(49, -20, 20))),
var1 = 150 + c(0, cumsum(runif(49, -10, 10))),
Dates = seq.Date(as.Date("2002-01-01"), by="1 month", length.out=100))

我创建了一个堆叠版本，这是 ggplot() 想要使用的：

stacked <- with(test_data,
                data.frame(value = c(var0, var1),
                           variable = factor(rep(c("Var0","Var1"),
                                                 each = NROW(test_data))),
                           Dates = rep(Dates, 2)))

在这种情况下，生成 stacked 非常简单，因为我们只需要进行几次操作，但是如果您有更复杂的真实数据集来处理，reshape() 和 reshape 和 reshape2 可能会很有用操纵。

一旦数据采用这种堆叠形式，它只需要一个简单的ggplot() 调用即可生成您想要的带有所有附加功能的绘图（这是lattice 和ggplot2 等高级绘图包如此受欢迎的原因之一有用）：

require(ggplot2)
p <- ggplot(stacked, aes(Dates, value, colour = variable))
p + geom_line()

我会留给你整理轴标签、图例标题等。

HTH

Answer 5

我也是 R 新手，但试图了解 ggplot 的工作原理，我想我有另一种方法来做到这一点。我只是分享可能不是一个完整的完美解决方案，而是添加一些不同的观点。

我知道 ggplot 可以更好地处理数据帧，但有时知道您可以在不使用数据帧的情况下直接绘制两个向量可能也很有用。

加载数据。原始日期向量长度为​​ 100，而 var0 和 var1 的长度为 50，所以我只绘制可用数据（前 50 个日期）。

var0 <- 100 + c(0, cumsum(runif(49, -20, 20)))
var1 <- 150 + c(0, cumsum(runif(49, -10, 10)))
date <- seq(as.Date("2002-01-01"), by="1 month", length.out=50)    

绘图

ggplot() + geom_line(aes(x=date,y=var0),color='red') + 
           geom_line(aes(x=date,y=var1),color='blue') + 
           ylab('Values')+xlab('date')

但是我无法使用这种格式添加正确的图例。有人知道怎么做吗？