如何调整ggplot代码使绘制的图形符合预期样式？

我尝试用ggplot绘制图形，代码如下：

ggplot(data.frame(x=c(0,25)),aes(x=x))+
stat_function(fun=function(x){(18-6*x)/4},aes(color="Function 1"))+
stat_function(fun=function(x){(24-4*x)/3},aes(color="Function 2"))+
stat_function(fun=function(x){(20-10*x)/2},aes(color="Function 3"))+
theme_bw()+
scale_color_discrete(name="Function")+
geom_polygon(data=data.frame(x=c(0,3,Inf,3),y=c(4.5,0,Inf,Inf)),
             aes(x=x,y=y,fill="Constraint 1"),inherit.aes=F,alpha=0.4)+
scale_fill_discrete(name="Constraint Set")+
scale_y_continuous(limits=c(0,10.5))+
scale_x_continuous(limits=c(0,7))

当前图形：仅显示Constraint 1的填充区域，三条函数线超出合理范围（存在y为负的部分），且缺少另外两个约束的填充区域。
预期图形：三条函数线仅显示y≥0的部分，同时包含三个约束对应的填充区域（各函数线与坐标轴围成的三角形区域）。

解决方案 #

1. 修正函数线的显示范围 #

给每个stat_function添加xlim参数，限制函数仅在y≥0的x区间内绘制：

stat_function(fun=function(x){(18-6*x)/4}, aes(color="Function 1"), xlim = c(0, 3))+
stat_function(fun=function(x){(24-4*x)/3}, aes(color="Function 2"), xlim = c(0, 6))+
stat_function(fun=function(x){(20-10*x)/2}, aes(color="Function 3"), xlim = c(0, 2))

2. 重构约束填充区域数据 #

每个约束的填充区域是函数线、x轴、y轴围成的三角形，将三个约束的顶点数据合并为一个数据框：

constraint_data <- rbind(
  data.frame(x=c(0,0,3), y=c(0,4.5,0), constraint="Constraint 1"),
  data.frame(x=c(0,0,6), y=c(0,8,0), constraint="Constraint 2"),
  data.frame(x=c(0,0,2), y=c(0,10,0), constraint="Constraint 3")
)

3. 完整调整后的代码 #

library(ggplot2)

# 构造约束填充区域的多边形数据
constraint_data <- rbind(
  data.frame(x=c(0,0,3), y=c(0,4.5,0), constraint="Constraint 1"),
  data.frame(x=c(0,0,6), y=c(0,8,0), constraint="Constraint 2"),
  data.frame(x=c(0,0,2), y=c(0,10,0), constraint="Constraint 3")
)

ggplot(data.frame(x=c(0,7)), aes(x=x))+
  # 绘制三条函数线，限制x范围避免负y值
  stat_function(fun=function(x){(18-6*x)/4}, aes(color="Function 1"), xlim = c(0, 3))+
  stat_function(fun=function(x){(24-4*x)/3}, aes(color="Function 2"), xlim = c(0, 6))+
  stat_function(fun=function(x){(20-10*x)/2}, aes(color="Function 3"), xlim = c(0, 2))+
  # 绘制所有约束的填充区域
  geom_polygon(data=constraint_data, aes(x=x,y=y,fill=constraint), alpha=0.4, inherit.aes=F)+
  # 主题与刻度配置
  theme_bw()+
  scale_color_discrete(name="Function")+
  scale_fill_discrete(name="Constraint Set")+
  scale_y_continuous(limits=c(0,10.5))+
  scale_x_continuous(limits=c(0,7))

调整说明 #

• 限制函数线的x区间，确保只显示y≥0的部分，匹配预期图形中函数线的长度
• 替换错误的多边形数据，用三角形顶点构造符合要求的约束填充区域
• 合并约束数据，简化代码结构的同时保证三个约束区域都能正确显示

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Restu