graphics | R语言的基础绘图系统（二）—— 绘图参数及par函数_par函数r语言

前篇（graphics | 基础绘图系统（一）——主函数plot及其参数）介绍了基础系统的绘图主函数plot()及其参数。实际上，plot()函数的参数主要由par()提供。不同于plot()函数，par()函数的参数除个别外一旦设定，除非再次更改或重启R，否则就会对后续所有的绘图命令起作用。在设置参数之前，可以使用以下代码保存绘图系统的默认参数：

# 储存当前参数
opar <- par(no.readonly = TRUE)
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设置参数前可以先查看当前的参数值：

par("usr")
par(c("usr", "fin"))
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大部分参数既可以在par()中设置，又可以在plot()中设置，区别在于前者设置的参数对全局起作用，后者设置的参数只对本条命令起作用，相当于plot()中的...参数，个别参数在两种情况下面对的对象也不同。还有，以下参数只能在par()中使用：

• ask
• fig, fin
• lheight
• mai, mar, mex, mfcol, mfrow, mfg
• new
• oma, omd, omi
• pin, plt, ps, pty
• usr
• xlog, ylog
• ylbias

2 要素美化参数

颜色参数

• col：图形要素的颜色；
• bg：背景色；
• fg：前景色。

• bg在par()设置时表示整个绘图页面的背景颜色，在plot()设置时只表示绘图图形的背景色;
• fg表示除绘图图形要素以外的几何图形的颜色，如边框、坐标轴刻度线。

点和线要素参数

• cex：控制点状要素相对默认大小的倍数；
• pch：控制点状要素的形状，系统默认提供26种类型，分别以0-25之间的整数表示，也可以自定义字符；
• lwd：控制线状要素相对默认粗细的倍数；
• lty：控制线状要素的类型，系统默认提供7种类型，分别以0-6之间的整数表示；

par(mex = 0.5, mar = c(0, 0.5, 0, 0))
x <- c(rep(1:5, 5), 1)
y <- c(rep(5:1, each = 5), 0) + 1
plot(x,y, pch = 0:25, xlim = c(-1, 6), ylim = c(0, 7),
     col = "red", bg = "blue", cex = 3,
     axes = F, ann = F)
box("figure")
text(x+0.5, y, labels = 0:25)
segments(0.5, 6.5:0.5, 5.5, 6.5:0.5,
         lty = 0:6, lwd = 2, col = "grey")
text(-0.9, 6.5:0.5, adj = 0, 
     labels = c("0 = blank", "1 = solid", "2 = dashed", "3 = dotted",
                "4 = dotdash", "5 = longdash", "6 = twodash"))
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上图展示了参数cex和lty各种取值的实际样式：

• cex取值在21-25之间时可以分别使用col和bg参数分别设置点要素的边框和内部的颜色；
• cex取16和19的区别是，后者可以使用lwd调整边界线粗细；
• cex取19和20的区别是，后者是前者的2/3大小；
• lty为0时隐藏线条。

• lend：控制线状要素端点的形状，整型参数。0表示圆角，1表示短直角，2表示长直角；
• ljoin：控制线条相交时的形状；
• lmitre：控制线条斜交时的过渡特征。

文本参数

• family：设置字体；
• font：整型参数，设置字体形态。1代表默认状态，2表示黑体，3表示斜体，4表示黑色斜体；
• lheigh：数值型参数，文本行高的倍数，仅在par()函数中生效；
• ps：整型参数，控制文本尺寸但不改变行高。

坐标轴刻度

• xlog、ylog：逻辑型参数，分别控制x轴和y轴刻度的对数化，默认为FASL，只能在par()函数内生效；
• xaxp、yaxp：分别控制x轴和y轴刻度线标记的起始位置和间隔数量，形式为c(x1, x2, n)或c(y1, y2, n)，依次表示刻度线起、始位置和间隔个数；
• lab：控制坐标轴刻度个数，形式为c(x, y, len)，默认值为c(5,5,7)，依次表示x和y轴刻度个数，len为无效参数。

二级命名参数

构成规则：主参数+要素关键字

• 关键字及含义：axis——坐标刻度值，lab——坐标轴标签，main——图形标题，sub——图形副标题；
• 颜色：col.axis、col.lab、col.main、col.sub；
• 大小：cex.axis、cex.lab、cex.main、cex.sub；
• 字体：font.axis、font.lab、font.main、font.sub。

显示与对齐

以下参数控制文本的显示和对齐：

• xpd：逻辑型参数或NA，FALSE表示只显示plot region内的文本，TRUE表示只显示figure region内的文本，NA表示显示整个device region内的文本；
• adj：数值型参数，控制text()、mtext()和title()函数呈现的文本对齐方式，数值介于0-1之间，其中0表示左对齐，1表示右对齐，0.5表示居中；
• crt：控制文本旋转幅度，单位为弧度，针对单个文本；
• srt：控制text()函数中文本的旋转幅度，单位为弧度，针对整行文本。

以下参数控制坐标轴刻度的显示和对齐：

• ann：逻辑型参数，控制图像标题和坐标轴标签的显示，默认为TRUE；
• xaxt、yaxt：分别控制x轴和y轴刻度线和刻度值的显示。n表示不显示刻度线和刻度值，s是默认值表示显示，l和t等价于s；
• xaxs、yaxs：分别控制x轴和y轴刻度线标记方式。r为默认值，会分别在两端留出坐标轴长度4%的空白，再标记刻度线，i表示不留出额外空白；
• tck、tcl：数值型参数，控制刻度线的长度；大于0时刻度线向内，小于0时刻度线向外；tcl默认值为-0.5，tck默认值为NA，且最大值是1，相当于绘制网格；
• las：整型参数，控制刻度文本的方向；0表示平行于坐标轴，1表示始终平行于x轴，2表示垂直于坐标轴，3表示始终垂直于x轴。

以下参数控制边框的显示：

• bty：控制plot region边框的显示；默认值为o，即四周都有边框，l、7、c、u、]分别根据这些字符的形状显示边框，如u表示上方开口，n表示四周都没有边框。

3 布局参数

par(oma = c(2, 2.5, 2, 2.5), mar = c(3, 2, 2, 0.95),
    fig = c(0.1, 0.95, 0.1, 0.9), xpd = NA)
plot(sin, 0, 2*pi, type = "l", frame.plot = F, ann = F)
box("plot", col = "red")
box("figure", col = "green")
box("inner", col = "blue")
box("outer", col = "black")
text(pi, 0, labels = "plot region")
text(pi, 1.25, labels = "figure region")
text(pi, 1.65, labels = "display region")
text(pi, 2, labels = "device region")
text(5.5, 1, labels = "plot side", col = "red")
text(5.5, 1.35, labels = "figure margin", col = "red")
text(5.5, 1.75, labels = "inner margin", col = "red")
text(5.5, 2.1, labels = "outer margin", col = "red")
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上图展示了图形中各个区域和边框的名称：

• 默认状态下，display region和device region边框重合，figure region又与inner region边框重合，坐标轴线与plot region的边框重合。

尺寸参数

以下参数用于读取文本尺寸，均为只读参数：

• cin、cra：读取当前字体大小，形式为(width, height)，前者单位为英寸，后者单位为像素；
• csi：读取当前字体的高度，单位英寸，相当于参数cin的第2个元素；
• cxy：读取文本大小和plot region大小的比例，相当于cin与pin之比。

• 只读参数随着其他参数的设置或者拖拽RStudio界面自动改变，不能主动设置；
• 使用par(“参数名”)读取参数大小。

以下参数用于读取或设置各区域尺寸：

• din：只读参数，读取device region的尺寸，单位英寸，形式为(width, height)；
• fin：控制figure region的尺寸，单位英寸，形式为(width, height)；
• pin：控制plot region的尺寸，单位英寸，形式为(width, height)。

以下参数用于设置各区域相对位置：

• omd：形式为c(x1, x2, y1, y2)，控制display region在device region的相对位置，各元素使用占比表示，如x1 = 0.1表示display region的左侧边框在device region边框长度的1/10处；
• fig：形式为c(x1, x2, y1, y2)，控制figure region在display region的相对位置，各元素使用占比表示；
• plt：形式为c(x1, x2, y1, y2)，控制plot region在figure region的相对位置，各元素使用占比表示；
• usr：控制plot region的坐标范围，形式为c(x1, x2, y1, y2)；若xlog或ylog为TRUE，则实际显示范围为10^usr；该参数只能在par()函数内设置。

边距参数

• mgp：设置文本与plot side的距离，默认值为c(3,1,0)，依次表示图形标题、坐标轴标签、坐标轴轴线距边框的距离；
• ylbias：数值型参数，控制axis()和mtext()函数提供的文本与相应边框的距离；
• mex：文本行高的倍数，默认为1，常作为某些边距参数的单位；
• oma、omi：控制inner margin与outer margin的距离，形式为c(bottom, left, top, right)，依次表示下、左、上、右方向的距离；前者单位是mex，后者单位是英寸；
• mar、mai：控制plot side与figure margin的距离，形式为c(bottom, left, top, right)，mar单位是mex，默认值为c(5,4,4,2) + 0.1，mai单位是英寸。

分图参数

• page：只读参数，逻辑型参数，检查下条绘图命令是否新建绘图页面；
• new：逻辑型参数，默认为FASLE，若为TRUE，则下条绘图命令在原页面添加图形，不再新建绘图页面；该参数只能在par()函数内设置，且只起一次作用，多次原页面添加图形也需要多次设置该参数；
• mfrow、mfcol：控制一个绘图页面子图的排列情况，形式为c(nr, nc)，如c(3,2)表示3行2列；前者表示先横向排列，后者表示先纵向排列；该参数只能在par()函数内生效；
• mfg：在mfrow或mfcol设置的情况下，可以直接指定本条命令产生的子图在页面的位置。

4 其他参数

• ask：逻辑型参数；对于一次运行后会绘制多个图形的情况，若ask参数设置为TRUE，每次绘图后需要人工确认才会绘制下一个图形。