A Função plot() no R: Tipos, Cores, pch e Legendas

plot() É a Função de Gráficos Multiuso do R

Para plotar no R, chame plot(x, y) com dois vetores numéricos do mesmo comprimento. O R desenha um ponto para cada par - o primeiro vetor ao longo do eixo horizontal, o segundo ao longo do eixo vertical - e rotula os eixos com os nomes das variáveis automaticamente:

x <- 1:12
y <- c(2, 5, 4, 8, 9, 12, 11, 15, 14, 18, 17, 21)

plot(x, y)

O resultado é uma dispersão de doze círculos vazados subindo constantemente conforme x cresce. Esse é todo o preço de entrada: nenhum pacote para instalar, nenhuma configuração. plot() vem com o R base e é a função por trás da maioria dos gráficos rápidos e exploratórios.

Como o executor de código desta página mostra apenas saída de texto, as chamadas de plotagem neste artigo são trechos estáticos - cole-os no RStudio ou em qualquer sessão local de R para ver as imagens. O que você pode rodar aqui é a preparação dos dados. É um bom hábito de qualquer forma: olhe os números antes de colocá-los em um gráfico.

x <- 1:12
y <- c(2, 5, 4, 8, 9, 12, 11, 15, 14, 18, 17, 21)

print(data.frame(x, y))
print(summary(y))

Se você passar apenas um vetor, plot(y) usa as posições de índice 1, 2, 3, ... como eixo horizontal - prático para uma olhada rápida em uma sequência de medições.

Escolhendo o Tipo de Gráfico

O argumento type decide como os pares são desenhados:

plot(x, y, type = "p")   # points (the default)
plot(x, y, type = "l")   # a connected line
plot(x, y, type = "b")   # both: points joined by line segments
plot(x, y, type = "h")   # vertical bars from zero, like a spike chart
plot(x, y, type = "s")   # a step function

type = "l" transforma a dispersão em um gráfico de linha, que é o que você quer para qualquer coisa medida ao longo do tempo. type = "b" mantém as observações individuais visíveis enquanto ainda mostra a tendência. type = "h" desenha um segmento vertical fino do zero até cada valor, e type = "s" desenha uma escada que mantém cada valor até o próximo - útil para quantidades que mudam em saltos, como um preço ou uma contagem de estoque.

Títulos, Rótulos e Cores

Um gráfico sem rótulos é um bilhete particular para você mesmo. Três argumentos resolvem isso: main para o título, xlab e ylab para os rótulos dos eixos. col define a cor:

plot(x, y,
     type = "b",
     main = "Monthly signups",
     xlab = "Month",
     ylab = "Signups (thousands)",
     col  = "steelblue")

col aceita três tipos de valores:

• Cores nomeadas - "red", "steelblue", "tomato", "darkgreen". O R conhece 657 delas; rode colors() para listar todos os nomes.
• Códigos hexadecimais - col = "#2C7FB8", exatamente como em CSS.
• Um vetor de cores - uma por ponto, que é como você colore pontos por grupo: col = c("tomato", "steelblue")[group] onde group é um fator.

Símbolos de Ponto com pch, Tamanhos com cex e lwd

O círculo vazado padrão é bom para exploração, mas confuso em qualquer coisa que você mostre a outras pessoas. pch (plotting character) escolhe o símbolo, numerado de 0 a 25:

plot(x, y, pch = 19)                     # solid circle - the usual choice
plot(x, y, pch = 17)                     # solid triangle
plot(x, y, pch = 21, col = "black",
     bg = "gold")                        # fillable circle: border + fill

Dois números valem a pena memorizar. pch = 19 é o círculo sólido que a maioria dos gráficos finalizados usa. pch = 21 até 25 são os símbolos preenchíveis: col colore a borda e bg colore o interior, então você obtém pontos de dois tons.

Tamanho e estilo de linha têm seus próprios controles:

• cex escala o tamanho do ponto: cex = 1.5 deixa os pontos 50% maiores.
• lwd define a espessura da linha para type = "l" ou "b": lwd = 2 é uma linha sólida e legível.
• lty define o padrão da linha: lty = 1 sólida, 2 tracejada, 3 pontilhada.

Camadas: points(), lines() e abline()

plot() começa um gráfico do zero. Para desenhar por cima de um existente, use suas companheiras - elas adicionam ao gráfico atual em vez de substituí-lo:

plot(x, y, type = "l", lwd = 2, col = "steelblue",
     main = "Actual vs. target")

points(x, y, pch = 19, col = "steelblue")   # add the observations
lines(x, x * 1.5, lty = 2, col = "gray40")  # add a second series, dashed
abline(h = 10, col = "tomato")              # horizontal reference line at y = 10

abline() é a ferramenta de linhas de referência e tem três modos:

• abline(h = 10) - uma linha horizontal em um dado valor do eixo vertical.
• abline(v = 6) - uma linha vertical em um dado valor do eixo horizontal.
• abline(a = 0, b = 1.5) - uma linha por intercepto a e inclinação b.

Seu melhor truque: passe um modelo ajustado e ela desenha a linha de regressão para você - abline(lm(y ~ x)). Essa única linha transforma uma dispersão em um argumento; o guia de gráfico de dispersão constrói a partir disso.

Uma regra a respeitar: os limites dos eixos são fixados pela primeira chamada de plot(). Se uma série em camada se estender além deles, ela é cortada - defina xlim = e ylim = no plot() original com folga suficiente para tudo que você planeja adicionar.

Adicionando uma Legenda

Quando um gráfico tem mais de uma série, ele precisa de uma legenda. legend() recebe uma palavra-chave de posição como primeiro argumento - "topright", "topleft", "bottomright", "bottomleft", "top", "bottom" ou "center" (são strings literais do R, então ficam em inglês no seu código) - depois os rótulos e os estilos correspondentes:

legend("topright",
       legend = c("Actual", "Target"),
       col    = c("steelblue", "gray40"),
       lty    = c(1, 2),
       pch    = c(19, NA),
       lwd    = 2)

Os vetores col, lty e pch devem se alinhar com legend entrada por entrada - o primeiro rótulo recebe a primeira cor, e assim por diante. Use NA para um estilo que não se aplica a uma série (aqui, a linha de meta não tem pontos). A palavra-chave fixa a caixa em um canto da região do gráfico; escolha o canto que seus dados deixarem vazio.

Múltiplos Painéis e Salvando em Arquivo

Para mostrar vários gráficos em uma figura, defina a grade de plotagem antes de desenhar: par(mfrow = c(1, 2)) divide o dispositivo em uma linha e duas colunas, e as duas próximas chamadas de plot() preenchem os painéis em ordem. Restaure com par(mfrow = c(1, 1)) quando terminar, ou os gráficos seguintes continuam minúsculos.

Salvar em arquivo funciona redirecionando o desenho para um dispositivo de arquivo em vez da tela:

png("signups.png", width = 800, height = 600)

plot(x, y, type = "b", pch = 19, col = "steelblue",
     main = "Monthly signups", xlab = "Month", ylab = "Signups")

dev.off()

Tudo entre png() e dev.off() vai parar no arquivo; nada aparece na tela. Esquecer o dev.off() é o bug clássico - o arquivo fica travado e vazio até você fechar o dispositivo. pdf(), jpeg() e svg() funcionam da mesma maneira.

O Que Você Leva

• plot(x, y) desenha imediatamente; type = alterna entre pontos ("p"), linhas ("l") e ambos ("b").
• main, xlab, ylab rotulam o gráfico; col aceita nomes de cores (657 delas em colors()) ou códigos hexadecimais.
• pch = 19 é o círculo sólido; pch = 21–25 separam borda (col) de preenchimento (bg); cex, lwd, lty controlam tamanho e estilo de linha.
• points(), lines() e abline() adicionam camadas ao gráfico existente - abline(lm(y ~ x)) adiciona uma linha de regressão em uma chamada.
• legend("topright", ...) rotula as séries; png(...) + dev.off() salva em arquivo.

A seguir: o histograma - o gráfico de uma variável que você vai usar primeiro ao conhecer um novo conjunto de dados.