使用geom_density绘制的密度图为何未触达X轴？

我正在绘制国会代表配对投票一致率的概率密度图，对比同党派与跨党派配对的投票一致率分布。为每位国会议员创建配对，追踪所有唱名投票并计算每对的一致率（范围0-1，1代表全一致）。但部分国会的数据绘图时，右侧曲线未触达X轴，甚至超出x=1的范围。

原代码：

h117$pdplot <- 
  ggplot(data = 
         h117$pairs_votes_proportions %>%
         filter(proportion_of_agreements < 1 & proportion_of_agreements > 0.00), 
       aes(
         x = proportion_of_agreements,
         fill = pair_type)) +
  geom_density(adjust = 2, 
               alpha = 0.4, 
               size = 0.7) +
  scale_fill_grey(start = 0.1, end = 0.8) +
  labs(title = paste("House of Representatives 117;",length(unique(h117$votes$rollnumber)),"roll calls"),
       x = "Proportion of Agreements",
       y = "Density") +
  theme_minimal() +
   theme(legend.position = "none",
        plot.title = element_text(hjust = 0.5, face = "bold")) +
  xlim(0, 1)

问题原因 #

曲线超出x=1范围的核心原因是密度估计的平滑特性：geom_density默认采用高斯核做平滑拟合，当大量数据集中在接近1的区间时，算法会自然外推到x=1以外的区域。而xlim(0,1)只是生硬截断了显示范围，并没有调整密度计算的边界，导致曲线在截断处无法触达X轴。

修复方案 #

要彻底解决这个问题，需要同时限制密度计算的取值范围，并确保绘图边界贴合数据区间。修改后的代码如下：

h117$pdplot <- 
  ggplot(data = 
         h117$pairs_votes_proportions %>%
         filter(proportion_of_agreements < 1 & proportion_of_agreements > 0.00), 
       aes(
         x = proportion_of_agreements,
         fill = pair_type)) +
  # 用stat_density替代geom_density，强制截断外推部分
  stat_density(
    adjust = 2,
    alpha = 0.4,
    size = 0.7,
    trim = TRUE,  # 仅在数据存在的范围内计算密度
    geom = "density",
    # 双重保险：把x值强制限制在0-1区间内
    aes(x = pmax(pmin(proportion_of_agreements, 1), 0))
  ) +
  scale_fill_grey(start = 0.1, end = 0.8) +
  labs(title = paste("House of Representatives 117;",length(unique(h117$votes$rollnumber)),"roll calls"),
       x = "Proportion of Agreements",
       y = "Density") +
  theme_minimal() +
  theme(legend.position = "none",
        plot.title = element_text(hjust = 0.5, face = "bold")) +
  # 用scale_x_continuous替代xlim，让轴边界完全贴合0-1
  scale_x_continuous(limits = c(0, 1), expand = c(0, 0))

关键修改点 #

• trim = TRUE：强制密度曲线只在实际数据覆盖的区间绘制，禁止算法外推到数据范围之外
• pmax(pmin(proportion_of_agreements, 1), 0)：确保所有x值被严格限制在0-1之间，避免极端值干扰拟合
• scale_x_continuous(limits = c(0,1), expand = c(0,0))：替代xlim，让X轴的起始/结束位置完全对齐0和1，曲线能完整贴合X轴边界，不会被截断

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Cosmic Outlaw