R语言ggplot2画图比较两组连续型数据的几种方案分别是怎样的

# R语言ggplot2画图比较两组连续型数据的几种方案分别是怎样的

在数据分析和可视化中，比较两组连续型数据是常见需求。R语言的`ggplot2`包提供了丰富的可视化方案。本文将详细介绍6种主流方法，并提供代码示例和适用场景分析。

## 1. 基础箱线图（Boxplot）

### 1.1 基本实现
```r
library(ggplot2)
ggplot(iris, aes(x = Species, y = Sepal.Length)) + 
  geom_boxplot()

1.2 增强版箱线图

ggplot(iris, aes(x = Species, y = Sepal.Length, fill = Species)) +
  geom_boxplot(alpha = 0.7) +
  scale_fill_brewer(palette = "Set2") +
  theme_minimal()

1.3 优缺点分析

• 优点：显示中位数、四分位数和异常值
• 缺点：隐藏了实际数据分布形态

2. 小提琴图（Violin Plot）

2.1 基础小提琴图

ggplot(iris, aes(x = Species, y = Sepal.Length)) +
  geom_violin(trim = FALSE)

2.2 组合展示

ggplot(iris, aes(x = Species, y = Sepal.Length)) +
  geom_violin(aes(fill = Species), alpha = 0.5) +
  geom_boxplot(width = 0.1)

2.3 适用场景

• 数据量较大时
• 需要展示概率密度分布

3. 点图（Dot Plot）

3.1 基本点图

ggplot(iris, aes(x = Species, y = Sepal.Length)) +
  geom_dotplot(binaxis = "y", stackdir = "center")

3.2 抖动点图

ggplot(iris, aes(x = Species, y = Sepal.Length)) +
  geom_jitter(width = 0.2, alpha = 0.5)

3.3 数据量限制

• 适合样本量 < 100的情况
• 大数据集会显得过于密集

4. 直方图/密度曲线对比

4.1 并排直方图

ggplot(iris, aes(x = Sepal.Length, fill = Species)) +
  geom_histogram(position = "dodge", bins = 30)

4.2 密度曲线

ggplot(iris, aes(x = Sepal.Length, fill = Species)) +
  geom_density(alpha = 0.5)

5. ECDF图（经验累积分布函数）

5.1 基础ECDF图

ggplot(iris, aes(x = Sepal.Length, color = Species)) +
  stat_ecdf(geom = "step")

5.2 适用场景

• 需要比较整体分布形态
• 特别关注分布差异时

6. 分面散点图（Faceted Scatter）

6.1 基础实现

ggplot(iris, aes(x = Sepal.Length, y = Sepal.Width)) +
  geom_point() +
  facet_wrap(~Species)

6.2 矩阵散点图

library(GGally)
ggpairs(iris, columns = 1:4, aes(color = Species))

7. 统计检验标注（扩展技巧）

7.1 添加显著性标记

library(ggpubr)
compare_means(Sepal.Length ~ Species, data = iris)
ggplot(iris, aes(x = Species, y = Sepal.Length)) +
  geom_boxplot() +
  stat_compare_means()

8. 方案选择指南

9. 综合案例展示

# 安装必要包
if(!require(patchwork)) install.packages("patchwork")

# 创建复合图形
p1 <- ggplot(iris, aes(Species, Sepal.Length)) + 
  geom_boxplot(aes(fill = Species)) +
  ggtitle("Boxplot")

p2 <- ggplot(iris, aes(Sepal.Length, fill = Species)) +
  geom_density(alpha = 0.5) +
  ggtitle("Density Plot")

library(patchwork)
p1 + p2 + plot_layout(ncol = 2)

10. 常见问题解答

Q1：如何处理极端异常值？ - 方法1：coord_cartesian(ylim = c(lower, upper)) - 方法2：使用scale_y_continuous(limits = )

Q2：如何调整图形比例？

ggplot(iris, aes(Species, Sepal.Length)) +
  geom_boxplot() +
  coord_fixed(ratio = 0.5)

11. 参考文献

1. Wickham H. ggplot2: Elegant Graphics for Data Analysis. Springer; 2016.
2. R Graphics Cookbook, 2nd Edition. O’Reilly Media.

提示：所有代码示例基于iris数据集，实际应用时请替换为您自己的数据框和变量名。 “`