什么是直方/條形圖？

直方圖（Histograms）和條形圖（Barchart）看起來沒有什么區別，長得很像，但是這兩個并不同一種統計圖像。具體地，通常直方圖用來描述連續型數據，比如年齡、身高、體重等。而條形圖通常用來描述分類型數據，比如性別、國家等。
對于直方圖，我們要做的第一步就是把連續性的數據分箱（bin），所謂的分箱實際上就是將數據按照一定的間隔進行分組。比如我們現在手上有100個人的年齡的數據，從20歲到60歲，然后我們以10歲為間隔，分別統計20-30、30-40、40-50、50-60歲這四組的人數，再進行繪圖。因此不同組之間通常是連續的，且間隔一致。數據的連續性體現在圖像上就是柱子之間并沒有間隔。因此，直方圖可以粗略地表示出數據分布密度，被用于密度估計。

直方圖例子

而條形圖如下列例子統計了不同國家的樣本數量。可以看到下圖的柱子之間有間隔，體現出國家并非一個連續變量而是一個分類變量。

條形圖例子

直方圖/條形圖怎么畫？

ggplot2提供了繪制直方圖和條形圖的功能，分別為geom_bar()和geom_histogram()。具體如下：

geom_histogram(mapping = NULL, data = NULL, stat = "bin",
    position = "stack", ...)
geom_bar(mapping = NULL, data = NULL, stat = "count",
  position = "stack", ...,)

那么這兩個函數是否有區別嗎？實際上并沒有太大的區別，geom_histogram()等同于geom_bar()+stat_bin()。

進一步那么我們來研究如何繪制直方圖/條形圖。

1）需要什么格式的數據
本次我們來看一個新的R提供的數據，就是閃閃發光的鉆石??Diamonds。

數據集Diamonds

price：鉆石的價格，單位美元
carat：鉆石的重量，單位克拉
cut：鉆石切割的質量水平，Fair, Good, Very Good, Premium, Ideal
color：鉆石的顏色，從J（最差）到D（最好）
clarity：鉆石的凈度，I1（最差）SI2, SI1, VS2, VS1, VVS2, VVS1, IF (最好)
x：長度，單位mm
y：寬度，單位mm
z：深度，單位mm
我們探討兩個問題——統計表中所有的鉆石（大約 50,000個）的重量分布以及凈度。
可以看到重量是一個連續型變量，而凈度是一個分類型變量。所以前者我們做直方圖，后者我們做條形圖。

2）如何使用ggplot2做直方圖

首先我們來看看鉆石重量的直方圖。

#加載包
library(ggplot2)
#作圖
ggplot(diamonds, aes(carat)) +
  geom_histogram()

輸入上述命令后我們會得到一條提示stat_bin() using “bins = 30”. Pick better value with “binwidth”.什么意思呢？就是把所有的數據按照相同間隔分成了30組，圖上有30個柱子。（如圖）

從圖上我們可以看到大部分的鉆石都是1克拉以下，較少的鉆石是2克拉以上。
那用geom_bar()會怎么樣呢？我們來看一看。

ggplot(diamonds, aes(carat)) +
  geom_bar()

可以看到如果使用上述命令，每一個重量對應的都有一個柱子，顯示了不同重量而非某個范圍的重量所對應的鉆石數量。剛剛我們說了geom_bar()+stat_bin()才是等同于geom_histogram()。所以我們來看一下如果命令變成下述是怎么樣的？

ggplot(diamonds, aes(carat)) +
  geom_bar(stat='bin')

看，就和剛才一模一樣了！

3）如何使用ggplot2做條形圖
然后我們來瞧瞧條形圖。

#加載包
library(ggplot2)
#作圖
ggplot(diamonds, aes(clarity)) +
  geom_bar()

從圖中我們可以看到不同等級凈度的鉆石情況。

4）如何做好看的直方/條形圖

利用下述代碼我們可以得到不同重量的鉆石切割水平的情況。

ggplot(diamonds, aes(carat,fill=cut)) +
  geom_histogram(bins = 20,color='black')+#分為20個組，添加邊框
  theme_bw()+
  theme(
    panel.grid = element_blank()#去除背景的分割線
  )+
  scale_fill_manual(values=brewer.pal(5,'Blues'))

利用下述代碼我們可以得到橫向的條形圖。

ggplot(diamonds, aes(clarity,fill=clarity)) +
  geom_bar()+
  theme_bw()+
  theme(
    panel.grid = element_blank()
  )+
  coord_flip()#轉為橫向

關于直方/條形圖的介紹就到這里啦。大家還可以更進一步的看一看這兩個繪圖函數的功能，讓圖像變得更好看。