科研绘图模板之多维饼图

饼图（Pie Chart）是一种常见的统计图表，用于展示数据集中各部分的相对比例。它通常呈圆形，被分割成扇形，每个扇形的大小表示相应数据类别在整个数据集中所占的比例。饼图常用于展示数据的分布情况、各部分之间的相对比例以及整体和各部分之间的关系。

以下是饼图的主要特征和组成部分：

1. 圆形表示整体： 饼图呈圆形，代表整个数据集。圆形的面积或角度表示总体的百分比或角度。

2. 扇形表示各部分： 数据集被分成各个扇形，每个扇形代表数据集中的一个类别或部分。扇形的大小表示该部分在整体中所占的比例。

3. 标签： 每个扇形通常附有标签，用于标识该部分所代表的具体类别或数据项。标签通常位于扇形的外部，与相应的扇形相连。

4. 颜色： 不同的扇形通常使用不同的颜色，以帮助视觉区分各个部分。颜色选择需要考虑清晰度、对比度和可读性。

5. 百分比或角度： 饼图通常伴随着每个扇形的百分比或角度标注，以提供具体的数据信息。

使用饼图有助于直观地展示数据的相对比例，特别适用于呈现数据集中各部分的相对重要性。然而，有时候，当数据部分数量较多或差异不明显时，饼图可能不是最佳选择，因为在这些情况下理解图表可能较为困难。在这种情况下，其他图表类型，如条形图或堆积图，可能更为合适。

示例

library(tidyverse)
library(ggsci)
library(ggrepel)
library(cowplot)

data <- read.csv(file = 'browers.csv') %>%
  arrange(desc(version)) %>%
  mutate(cumsum_share = cumsum(share))

data_sum <- group_by(data, browser) %>%
  summarise(browser_share = sum(share)) %>%
  arrange(desc(browser)) %>%
  mutate(cumsum_browser_share = cumsum(browser_share))

ggplot(data = data_sum, aes(x = 1, 
                            y = browser_share)) +
  geom_col(color = "white", width = 1, aes(fill = browser)) +
  geom_text(data =  filter(data_sum, browser_share >=5),
            size = 3, 
            color = "white",
            aes(y = cumsum_browser_share - 0.5 * browser_share,
                label = str_c(browser, "\n", browser_share, "%"))) +
  geom_text_repel(data = filter(data_sum, browser_share < 5),
                  size = 3,
                  nudge_y = 7,
                  segment.color = "white",
                  min.segment.length = 0,
                  color = "white",
                  aes(y = cumsum_browser_share - 0.5 * browser_share,
                      label = str_c(browser, "\n", browser_share, "%"))) + 
  scale_fill_npg()

1. 数据准备：
   • 通过read.csv()函数读取名为 'browers.csv' 的CSV文件，并按浏览器版本降序排列。
   • 使用mutate()函数计算累积份额（cumsum_share）。

2. 汇总数据：

   • 使用group_by()和summarise()函数，对每个浏览器进行分组，计算每个浏览器的份额总和。
   • 对结果按照浏览器名称降序排列，并计算累积浏览器份额（cumsum_browser_share）。

3. 绘制图表：

   • 使用ggplot()函数创建基础图表对象，映射数据集和设置基础绘图参数。
   • 使用geom_col()函数添加柱状图层，设置填充颜色为浏览器，并设置柱状图宽度和边框颜色。
   • 使用geom_text()函数添加文本标签层，显示浏览器份额大于等于5%的部分，设置文本大小、颜色和位置。
   • 使用geom_text_repel()函数添加避免重叠的文本标签层，显示浏览器份额小于5%的部分，设置文本大小、颜色、位置、偏移、线段颜色等参数。

4. 调色板设置：

   • 使用scale_fill_npg()函数来设置填充颜色的调色板

ggplot(data = data_sum, aes(x = 1, 
                            y = browser_share)) +
  geom_col(color = "white", width = 1, aes(fill = browser)) +
  geom_text(data =  filter(data_sum, browser_share >=5),
            size = 3, 
            color = "white",
            aes(y = cumsum_browser_share - 0.5 * browser_share,
                label = str_c(browser, "\n", browser_share, "%"))) +
  geom_text_repel(data = filter(data_sum, browser_share < 5),
                  size = 3,
                  nudge_y = 7,
                  segment.color = "white",
                  min.segment.length = 0,
                  color = "white",
                  aes(y = cumsum_browser_share - 0.5 * browser_share,
                      label = str_c(browser, "\n", browser_share, "%"))
  ) +
  scale_fill_npg() +
  theme_nothing() +
  coord_polar(theta = "y")

这段代码使用了ggplot2创建一个极坐标饼图，展示了浏览器份额数据，并利用geom_text和geom_text_repel添加了标签，最后通过scale_fill_npg()设置了填充颜色的调色板，theme_nothing()去除了默认的主题，coord_polar(theta = "y")将图表转换为极坐标。

1. 创建基础图表对象：

   • 使用ggplot()函数创建一个基础图表对象，数据集为data_sum，映射x轴为1（在极坐标中表示一个完整的圆），y轴为browser_share。

2. 添加柱状图层：

   • 使用geom_col()函数添加柱状图层，设置柱体颜色为白色，宽度为1，颜色映射为浏览器名称。

3. 添加文本标签层：

   • 使用geom_text()函数添加文本标签层，显示浏览器份额大于等于5%的部分，设置文本大小、颜色和位置。

4. 添加避免重叠的文本标签层：

   • 使用geom_text_repel()函数添加避免重叠的文本标签层，显示浏览器份额小于5%的部分，设置文本大小、颜色、位置、偏移、线段颜色等参数。

5. 调色板设置：

   • 使用scale_fill_npg()函数设置填充颜色的调色板。

6. 主题设置：

   • 使用theme_nothing()函数去除默认的主题。

7. 极坐标转换：

   • 使用coord_polar(theta = "y")函数将图表转换为极坐标，使得柱状图呈现为饼图的形式。