ggplot2是R语言中最流行的绘图工具包，其风格与基础绘图系统差别很大，且彼此的函数也不能兼容：

通过前面的推文介绍可以看出，基础绘图系统主要是通过一个主函数配合多个辅助函数来完成绘图，各个绘图函数一方面共享来自par函数的参数，另一方面又有各自专用的参数；

ggplot2工具包则是将绘图过程分为创建画布和导入数据、绘制图形、设置标度、要素美化等几个独立的任务，每个函数只完成其中一项任务，然后通过+连接各个类型的函数来完成一幅图形的绘制，具体地，

ggplot函数：创建绘图画布和导入供全局函数使用的数据集；

geom_*系列函数：专门的图形绘制函数或导入仅供该函数使用的数据集；

scale_*系列：专门控制各类要素标度的函数；

theme函数：专门对各类要素进行美化修饰的函数。

ggplot2工具包虽然对各类函数采取了统一的命名方式，但相比基础绘图系统，其函数数量还是显得特别庞大，短时间内很难完全掌握。本篇推文目的在于通过一个绘图案例对ggplot2绘制图形的过程进行一个入门性的介绍。示例数据来自mtcars数据集：

ggplot函数没有默认的绘制图形；

输出图形可以作为对象赋值给变量，并且该变量还可以打印出图形，这是基础绘图系统所不具备的功能。

ggplot2包中专门用于绘制图形的函数均以geom_开头进行命名，如geom_point用于绘制散点图、geom_line绘制折线图，geom_bar绘制条形图，geom_boxplot绘制箱型图，还有geom_hline和geom_vline分别用于绘制水平和垂直的直线，等等。这些函数的后缀基本上和基础绘图系统相应的函数一致。

以散点图和折线图为例，通过+可以很便捷地实现不同图形的叠加：

geom_*系列的函数能自动继承ggplot设置的数据框和绘图变量信息；

图层叠加的规则是+后的函数绘制的图形在+前的函数绘制的图形之上。

geom_*函数也可以自定义自己所需的绘图变量：

需要注意的是，geom_*系列函数的第一个参数是mapping，第二个参数是data，和ggplot函数是相反的。

在该类函数内可以通过一些参数对图形要素进行美化：

还可以通过某个变量对要素进行分组美化，需要使用映射函数aes，如通过cyl变量进行分组：

geom_smooth默认的平滑方法是loess，通过method和formula等参数可以进行修改。

使用facet_*函数可以分组绘制子图：

xlab、ylab、ggtitle和labs等函数可以添加图形标签：

xlab和ylab只有label一个参数，用于添加横、纵坐标的标签；

ggtitle函数用于添加图形标题；

labs函数是全能的标签函数。

标度函数主要用于控制各类要素的属性，该类函数一般采取三级命名方法，之间使用下划线隔开，其中第一级均为scale，第二级有如下几种：

scale_alpha_*：透明度标度；

scale_color_*：颜色标度

scale_fill_*：填充颜色标度；

scale_linetype_*：线型标度；

scale_shape_*：点的形状标度；

scale_size_*：点的大小和线的粗细标度；

scale_x_*：横坐标轴标度；

sclae_y_*：纵坐标轴标度。

该类函数是ggplot2包中最复杂的一类函数。前文使用cyl变量将散点的颜色分为三组，这里使用scale_color_manual函数手动指定每组的颜色，使用scale_x_continuous调整横坐标轴的刻度：

theme函数用于对图形要素进行美化，它拥有丰富的参数，命名方式也是遵循逐级命名的规则：

该函数参数较多，这里每类只列举前三个，其余使用省略号表示。

theme函数是如何通过一个参数就对某个要素的颜色、形状、大小等诸多属性进行设置的呢？其实它是使用element_*系列函数进行赋值的，而该类函数又包含若干参数：

element_*系列主要包含四个函数，除element_blank外，其余三个分别针对线状、矩形和文本类要素进行设置：

element_blank: draws nothing, and assigns no space.

如将绘图背景设置为空白：

element_line: lines.

如将横坐标轴的刻度线设置为红色：

element_rect: borders and backgrounds.

如对图形的背景边框进行调整：

element_text: text.

如对横坐标的标签进行调整：

ggplot2工具包输出图形的函数是ggsave，该函数重要的参数有以下四个：

filename：保存地址和文件名；

width和height：输出图形尺寸；

dpi：输出图片分辨率。

默认保存最后一幅由ggplot2语法绘制的图形：

也可以指定保存已经命名的图形对象：

最后附上一幅ggplot2函数的参数清单图：