如何用factoextra和dendextend实现R聚类颜色一致及添加标签？

需求与可复现代码 #

绘制层次聚类的树状图时，需要让树状图的聚类颜色与factoextra包生成的轮廓图、聚类图保持一致。以下是可复现的示例代码：

library(tidyverse)
library(ggpubr)
library(dendextend)
library(FactoMineR)
library(factoextra)
library(scales)

data(iris)

# 移除物种列并标准化数据
iris.scaled <- scale(iris[, -5])
# 设定聚类数并执行层次聚类切割
k <- 5
hc.cut <- hcut(iris.scaled, k = k, hc_method = "complete")

# 可视化轮廓信息
fviz_silhouette(hc.cut)
#>   cluster size ave.sil.width
#> 1       1   42          0.45
#> 2       2    7          0.57
#> 3       3   24          0.42
#> 4       4   66          0.25
#> 5       5   11          0.34

# 可视化聚类结果
fviz_cluster(hc.cut, ellipse.type = "convex")+
  theme_minimal()

# 可视化树状图（颜色不匹配！）
fviz_dend(hc.cut, cex = 0.4)
#> Warning: The `<scale>` argument of `guides()` cannot be `FALSE`. Use "none" instead as
#> of ggplot2 3.3.4.
#> ℹ The deprecated feature was likely used in the factoextra package.
#>   Please report the issue at <https://github.com/kassambara/factoextra/issues>.
#> This warning is displayed once every 8 hours.
#> Call `lifecycle::last_lifecycle_warnings()` to see where this warning was
#> generated.

默认生成的树状图按左右顺序分配颜色，而非原始聚类编号对应的颜色。

已实现的解决方案 #

通过将hcut对象转换为dendrogram对象，重新排序聚类编号并修改fviz_dend的调色板，可实现颜色匹配：

# 将hcut对象转换为dendrogram对象
dend <- as.dendrogram(hc.cut)
# 获取树状图排序后的聚类归属
clusters <- hc.cut$cluster[order.dendrogram(dend)]

# 查看默认调色板
show_col(hue_pal()(5))

# 按聚类编号顺序重建调色板
cols <- hue_pal()(5)[unique(clusters)]
names(cols) <- unique(clusters)

# 此方法无效：直接添加scale_colour_manual会覆盖原有颜色映射
fviz_dend(dend, k = k,  cex = 0.4) + 
  scale_colour_manual(values = cols, 
                      aesthetics = c("colour", "fill"))
#> Scale for colour is already present.
#> Adding another scale for colour, which will replace the existing scale.

以下三种方式可实现颜色匹配的树状图：

# 方式1：基于dendrogram对象，指定palette参数
fviz_dend(dend, k = k, palette = cols, cex = 0.4)

# 方式2：基于hcut对象，指定palette参数
fviz_dend(hc.cut, palette = cols, cex = 0.4)

# 方式3：基于hcut对象，指定k_colors参数
fviz_dend(hc.cut, k_colors = cols, cex = 0.4)

待解决问题 #

1. 是否有更简便的方法，强制fviz_dend直接按原始聚类编号为树枝着色？
2. 如何在ggplot2风格的树状图上添加聚类标签，实现类似dendextend在基础绘图中的效果？示例代码如下：

# 基础绘图中添加聚类标签的效果
dend %>% 
  color_branches(k = 5, 
                 col = cols, 
                 groupLabels = unique(clusters)) %>% 
  plot()

内容的提问来源于stack exchange，提问作者François Gillet