R语言绘图|带误差线的柱状图

误差线图用于展示数据的不确定性程度，样本数据的波动是通过标准差体现，因而样本均值不确定性程度为标准差^[1]。本文主要展示如何利用ggplot2绘制带误差线的条形图,展示样本均值的偏离程度。如下图所示：

1、绘图准备

利用gcookbook包中的heightweight数据集，绘制男生和女生身高（英寸
）均值的柱状图，并添加误差线，即表示身高均值±标准差。

library(ggplot2)
library(gcookbook)
library(dplyr)
head(heightweight)
#  sex ageYear ageMonth heightIn weightLb
#1   f   11.92      143     56.3     85.0
#2   f   12.92      155     62.3    105.0
#3   f   12.75      153     63.3    108.0
#4   f   13.42      161     59.0     92.0
#5   f   15.92      191     62.5    112.5
#6   f   14.25      171     62.5    112.0

2、图形绘制

2.1 柱状图与加入误差线

#柱状图
ggplot(heightweight, aes(sex, heightIn, fill = sex)) +
  stat_summary(geom = "bar", fun = mean, width = 0.6, color = "black")

#加入误差线
ggplot(heightweight, aes(sex, heightIn, fill = sex)) +
  stat_summary(geom = "bar", fun = mean, width = 0.6, color = "black") +
  stat_summary(geom = "errorbar", fun.args = list(mult = 1), fun.data = mean_sdl, width = 0.3, size = 1) + 
  scale_y_continuous(breaks = seq(0, 70, 10),expand = c(0, 0)) + 
  scale_fill_brewer(palette = "Set1") + 
  theme_classic()
# 第一个stat_summary为柱状图，第二个为加入误差线，mean_sdl表示均值±标准差，mult = 1表示加减1个标准差。

2.2 去除图例

ggplot(heightweight, aes(sex, heightIn, fill = sex)) +
  stat_summary(geom = "bar", fun = mean, width = 0.6, color = "black") +
  stat_summary(geom = "errorbar", fun.args = list(mult = 1), fun.data = mean_sdl, width = 0.3, size = 1) + 
  scale_y_continuous(breaks = seq(0, 70, 10),expand = c(0, 0)) + 
  scale_fill_brewer(palette = "Set1") + 
  theme_classic() + 
  theme(legend.position = "none", 
        axis.title = element_text(size = 15),
        axis.text = element_text(size = 12)) 

2.3 反转x轴和y轴

ggplot(heightweight, aes(sex, heightIn, fill = sex)) +
  stat_summary(geom = "bar", fun = mean, width = 0.6, color = "black") +
  stat_summary(geom = "errorbar", fun.args = list(mult = 1), fun.data = mean_sdl, width = 0.3, size = 1) + 
  scale_y_continuous(breaks = seq(0, 70, 10),expand = c(0, 0)) + 
  scale_fill_brewer(palette = "Set1") + 
  theme_classic() + 
  theme(legend.position = "none", 
        axis.title = element_text(size = 15),
        axis.text = element_text(size = 12)) + 
  coord_flip()

2.4 计算均值与标准差

heightweight %>% group_by(sex) %>% summarise(mean = mean(heightIn)) #均值
#  sex    mean
#1 f      60.5
#2 m      62.1
heightweight %>% group_by(sex) %>% summarise(sd = sd(heightIn)) #标准差
#  sex      sd
#1 f      3.36
#2 m      4.27

3、其他

关于条形图的绘制可进一步阅读R语言绘图|条形图绘制。其他绘图方法可进一步阅读公众号其他文章。

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参考资料