如何在ggplot分类X轴的散点图中添加平滑线？

数据集 #

age  means
18-24 2.170
25-29 2.396
30-34 2.691
35-39 3.004
40-44 3.517
45-49 4.096
50-54 4.814
55-59 5.445
60-64 5.371
65-69 4.889
70-74 4.947
75-79 5.270
80+ 5.664

尝试的代码 #

ggplot(pHlt, aes(y = means, x = age)) +
  geom_point() + 
  geom_smooth(aes(y=means, x=age)) +
  coord_cartesian(ylim = c(2, 6)) 

问题描述 #

上述代码生成的散点图没有平滑线，推测是因为X轴age是分类变量导致的。将age转为数值（取区间最小值）后能正常生成平滑线，但希望保留原有的年龄分类标签，询问是否有实现方法，还是只能采用转为数值的方式？

解决方法 #

不需要替换原分类变量，有两种灵活方式实现需求：

方法1：给平滑线单独指定数值型X变量 #

先提取年龄区间的数值（比如取区间最小值，80+可设为80或区间中点82.5），然后在geom_smooth中单独使用这个数值型变量，主图层仍保留分类变量作为X轴：

# 生成数值型年龄变量
pHlt$age_num <- as.numeric(sub("-.*|\\+", "", pHlt$age))
# 给80+设置数值（这里用80，也可以用82.5作为区间中点）
pHlt$age_num[pHlt$age == "80+"] <- 80

# 绘图
ggplot(pHlt, aes(y = means, x = age)) +
  geom_point() +
  # 平滑线使用数值型x变量，不影响主X轴的分类标签
  geom_smooth(aes(x = age_num), method = "loess", se = TRUE) +
  coord_cartesian(ylim = c(2, 6))

方法2：用数值型变量做X轴，手动替换刻度标签 #

直接用数值型年龄变量作为X轴，然后通过scale_x_continuous将刻度标签替换为原分类文本：

# 生成数值型年龄变量
pHlt$age_num <- as.numeric(sub("-.*|\\+", "", pHlt$age))
pHlt$age_num[pHlt$age == "80+"] <- 80

# 绘图
ggplot(pHlt, aes(y = means, x = age_num)) +
  geom_point() +
  geom_smooth(method = "loess", se = TRUE) +
  # 将刻度点和标签替换为原分类内容
  scale_x_continuous(breaks = pHlt$age_num, labels = pHlt$age) +
  coord_cartesian(ylim = c(2, 6))

原理说明 #

geom_smooth的底层平滑函数（比如loess）要求X变量是连续型数值，分类变量（因子）无法被处理，所以必须依赖数值型变量，但可以通过上述两种方式在保留原分类标签的同时生成平滑线。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者banjoey