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使用R語言繪制其他圖形之相關系數圖

之前ggplot2系列中我們已經學會了常用的統計圖形,如條形圖、直方圖、散點圖、折線圖、餅圖和地圖等,今天再和大家談談R語言中常用的其他圖形,如相關系數圖。

雖然cor()函數可以非常友善快捷的計算出連續變量之間的相關系數,但當變量非常多時,傳回的相關系數一定時讀者看的眼花缭亂。

下面就以R自帶的mtcars資料集為例,講講相關系數圖的繪制:

cor(mtcars[1:7])

使用R語言繪制其他圖形之相關系數圖

很顯然,這麼多數字堆在一起肯定很難快速的發現變量之間的相關性大小,如果可以将相關系數可視化,就能彌補一大堆數字的缺陷了。這裡介紹corrplot包中的corrplot()函數進行相關系數的可視化,首先來看看該函數的文法和一些重要參數:

corrplot(corr,
 method = c("circle", "square", "ellipse", "number", "shade", "color", "pie"),
 type = c("full", "lower", "upper"), add = FALSE,
 col = NULL, bg = "white", title = "",  is.corr = TRUE, 
 diag = TRUE, outline = FALSE, mar = c(0,0,0,0),
 addgrid.col = NULL, addCoef.col = NULL, addCoefasPercent = FALSE,      
order = c("original", "AOE", "FPC", "hclust", "alphabet"),
 hclust.method = c("complete", "ward", "single", "average",
                      "mcquitty", "median", "centroid"),
 addrect = NULL, rect.col = "black", rect.lwd = 2,      

cl.pos = NULL, cl.lim = NULL,

tl.pos = NULL, tl.cex = 1,
 tl.col = "red", tl.offset = 0.4, tl.srt = 90,      
cl.length = NULL, cl.cex = 0.8, cl.ratio = 0.15, 
 cl.align.text = "c",cl.offset = 0.5,      
addshade = c("negative", "positive", "all"),
 shade.lwd = 1, shade.col = "white",      
p.mat = NULL, sig.level = 0.05,
 insig = c("pch","p-value","blank", "n"),
 pch = 4, pch.col = "black", pch.cex = 3,
 
 plotCI = c("n","square", "circle", "rect"),
 lowCI.mat = NULL, uppCI.mat = NULL, ...)      

corr:需要可視化的相關系數矩陣

method:指定可視化的方法,可以是圓形、方形、橢圓形、數值、陰影、顔色或餅圖形

type:指定展示的方式,可以是完全的、下三角或上三角

col:指定圖形展示的顔色,預設以均勻的顔色展示

bg:指定圖的背景色

title:為圖形添加标題

is.corr:是否為相關系數繪圖,預設為TRUE,同樣也可以實作非相關系數的可視化,隻需使該參數設為FALSE即可

diag:是否展示對角線上的結果,預設為TRUE

outline:是否繪制圓形、方形或橢圓形的輪廓,預設為FALSE

mar:具體設定圖形的四邊間距

addgrid.col:當選擇的方法為顔色或陰影時,預設的網格線顔色為白色,否則為灰色

addCoef.col:為相關系數添加顔色,預設不添加相關系數,隻有方法為number時,該參數才起作用

addCoefasPercent:為節省繪圖空間,是否将相關系數轉換為百分比格式,預設為FALSE

order:指定相關系數排序的方法,可以是原始順序(original)、特征向量角序(AOE)、第一主成分順序(FPC)、層次聚類順序(hclust)和字母順序,一般”AOE”排序結果都比”FPC”要好

hclust.method:當order為hclust時,該參數可以是層次聚類中ward法、最大距離法等7種之一

addrect:當order為hclust時,可以為添加相關系數圖添加矩形框,預設不添加框,如果想添加框時,隻需為該參數指定一個整數即可

rect.col:指定矩形框的顔色

rect.lwd:指定矩形框的線寬

tl.pos:指定文本标簽(變量名稱)的位置,當type=full時,預設标簽位置在左邊和頂部(lt),當type=lower時,預設标簽在左邊和對角線(ld),當type=upper時,預設标簽在頂部和對角線,d表示對角線,n表示不添加文本标簽

tl.cex:指定文本标簽的大小

tl.col:指定文本标簽的顔色

cl.pos:圖例(顔色)位置,當type=upper或full時,圖例在右表(r),當type=lower時,圖例在底部,不需要圖例時,隻需指定該參數為n

addshade:隻有當method=shade時,該參數才有用,參數值可以是negtive/positive和all,分表表示對負相關系數、正相關系數和所有相關系數添加陰影。注意:正相關系數的陰影是45度,負相關系數的陰影是135度

shade.lwd:指定陰影的線寬

shade.col:指定陰影線的顔色

雖然該函數的參數比較多,但可以組合各種參數,靈活實作各種各樣的相關系數圖。下面就舉幾個例子:

library(corrplot)

corr <- cor(mtcars[,1:7])

#參數全部預設情況下的相關系數圖

corrplot(corr = corr)

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#指定數值方法的相關系數圖

corrplot(corr = corr, method="number", col="black", cl.pos="n")

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#按照特征向量角序(AOE)排序相關系數圖

corrplot(corr = corr, order = 'AOE')

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#同時添加相關系數值

corrplot(corr = corr, order ="AOE", addCoef.col="grey")

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#選擇方法為color

corrplot(corr = corr, method = 'color', order ="AOE", addCoef.col="grey")

使用R語言繪制其他圖形之相關系數圖

我覺得這幅圖比上面的圓形圖要清爽很多

#繪制圓形輪廓相關系數圖

corrplot(corr = corr, col = wb, order="AOE", outline=TRUE, cl.pos="n")

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這個圖看起來非常像圍棋

#自定義背景色

corrplot(corr = corr, col = wb, bg="gold2",  order="AOE", cl.pos="n")

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#混合方法之上三角為圓形,下三角為數字

corrplot(corr = corr,order="AOE",type="upper",tl.pos="d")

corrplot(corr = corr,add=TRUE, type="lower", method="number",order="AOE",diag=FALSE,tl.pos="n", cl.pos="n")

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這幅圖将顔色、圓的大小和數值型相關系數相結合,更容易發現變量之間的相關性

#混合方法之上三角為圓形,下三角為方形

corrplot(corr = corr,order="AOE",type="upper",tl.pos="d")

corrplot(corr = corr,add=TRUE, type="lower", method="square",order="AOE",diag=FALSE,tl.pos="n", cl.pos="n")

使用R語言繪制其他圖形之相關系數圖

#混合方法之上三角為圓形,下三角為黑色數字

corrplot(corr = corr,order="AOE",type="upper",tl.pos="tp")

corrplot(corr = corr,add=TRUE, type="lower", method="number",order="AOE", col="black",diag=FALSE,tl.pos="n", cl.pos="n")

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個人更傾向于上圖的展現形式,既清爽又能很好的反映變量間的相關系數。

#以層次聚類法排序

corrplot(corr = corr, order="hclust")

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#以層次聚類法排序,并繪制3個矩形框

corrplot(corr = corr, order="hclust", addrect = 3, rect.col = "black")

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有關更多相關系數圖的繪制可參見corrplot()函數的幫助文檔,文檔中還包括了很多案例,感興趣的可以去參考的看看。

下期預告:

使用R語言繪制網絡圖即熱圖

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