R绘图第三篇：布局（gridExtra）

在绘图时，有时候会遇到这样一种情景，客户想把多个代表不同KPI的图形分布到同一个画布(Page)上，而且每一个图形都是单独绘制的。对于这种需求，可以使用gridExtra包来实现，gridExtra包能把图形逐个地添加到画布中，并按照业务的需求，把图形摆放到合适的位置上去。在布局完成之后，把图形绘制出来。也就是说，gridExtra用于把几张图拼成一组图，可以把ggplot2绘制的多张图形组合到一个大图中。通常情况下，gridExtra包常用于控制图形的复杂布局和绘制文本表，本文简单介绍gridExtra包的布局功能。

一，友好函数

gridExtra提供用于布局的友好函数：

arrangeGrob(..., grobs = list(...), layout_matrix, vp = NULL,
name = "arrange", as.table = TRUE, respect = FALSE, clip = "off",
nrow = NULL, ncol = NULL, widths = NULL, heights = NULL, top = NULL,
bottom = NULL, left = NULL, right = NULL, padding = unit(0.5, "line"))

grid.arrange(..., newpage = TRUE)

这两个函数的区别是：arrangeGrob()返回未绘制的grob，而grid.arrange()函数在当前的设备上绘图图形。

参数注释：

...：grobs、ggplot、lattice等grob（图形对象）
grobs：对象对象的list
layout_matrix：表示布局的矩阵

gridExtra是grid包的友好版本，在grid包中，grob是一个可编辑的绘图对象，grob是graphical object两个单词的前两个字符的组合。常用于表示ggplot对象，lattice等高级图形系统创建图形对象。

二，gridExtra布局的基本用法

grid.arrange()函数，不仅能够控制个数已知的图形布局，还能对控制未知个数的图形布局，功能十分强大。

1，控制多个grob的布局

把ggplot2和lattice绘制的图形对象，分两列，并排显示：

library(gridExtra)
library(ggplot2)
library(lattice)

p <- qplot(1,1)
p2 <- xyplot(1~1)   ##lattice包

grid.arrange(p,p2,ncol = 2)

2，控制grob列表的布局

把绘图对象添加到列表中，并把该列表传递给grid.arrange()函数的grobs参数：

library(gridExtra)
library(ggplot2)
library(lattice)

gs <- list(NULL)
gs[[1]] <- qplot(1,1)
gs[[2]] <- xyplot(1~1)   ##lattice包

grid.arrange(grobs=gs,ncol = 2)

3，使用矩阵设置复杂布局

各个图形对象排放的位置，可以通过布局矩阵（layout_matrix）来控制：

lay <- rbind(c(1,1,1,2,3),
             c(1,1,1,4,5),
             c(6,7,8,9,9))

grid.arrange(grobs = gs,layout_matrix = lay)

三，在图形内部绘图

ggplot2包中有一个用于创建grob对象的函数，参数x是一个ggplot对象：

ggplotGrob(x)

我们可以通过添加注释（annotate）的方式，向一个图形内部添加一个图形：

annotation_custom(grob, xmin = -Inf, xmax = Inf, ymin = -Inf,  ymax = Inf)

例如：向大图形中添加一个小图形：

library(gridExtra)
library(ggplot2)

g <- ggplotGrob(qplot(1, 1) +
      theme(plot.background = element_rect(colour = "black")))
qplot(1:10, 1:10) +
  annotation_custom(
    grob = g,
    xmin = 1, xmax = 5, ymin = 5, ymax = 10
  )

参考文档：

Package gridExtra

Laying out multiple plots on a page