R语言中使用formula调用plot()时ylab参数失效问题咨询

问题现象 #

当使用公式形式调用base R的plot()函数时，ylab参数会被忽略，但xlab、col、pch等参数可正常生效。示例如下：

x <- 1:5
y <- (1:5) * 2
plot(x, y)                                # 正常生效
plot(x, y, xlab="new x", ylab="new y")    # 正常生效
plot(~ x + y)                             # 正常生效
plot(~ x + y, col="red", pch=3, xlab="new x", ylab="new y") # ylab失效，仍显示变量名"y"

直接调用base::plot()或graphics::plot()均会出现该问题。

原因分析 #

公式形式调用plot()时，实际执行的是未导出的graphics:::plot.formula函数（可通过getAnywhere(plot.formula)查看完整源码）。该函数在处理~ x + y这类二元变量公式时，会强制将ylab设为第二个变量的名称，覆盖用户传入的ylab参数；而xlab的处理逻辑则保留了用户传入的参数优先级，因此可以正常生效。

简便解决方法 #

方法1：手动修改y轴标签（最直接） #

绘图完成后使用title()函数手动设置y轴标签，无需修改底层函数逻辑：

plot(~ x + y, col="red", pch=3, xlab="new x")
title(ylab="new y")

方法2：重定义plot.formula函数（永久生效） #

通过重新定义未导出的plot.formula函数，让它优先使用用户传入的xlab和ylab参数：

# 获取原plot.formula函数
plot.formula <- getAnywhere(plot.formula)$objs[[1]]
# 修改函数逻辑，优先使用用户传入的标签参数
plot.formula <- function (formula, data = NULL, ..., subset, na.action = NULL) {
    mf <- match.call(expand.dots = FALSE)
    m <- match(c("formula", "data", "subset", "na.action"), names(mf), 0L)
    mf <- mf[c(1L, m)]
    mf$drop.unused.levels <- TRUE
    mf[[1L]] <- quote(stats::model.frame)
    mf <- eval(mf, parent.frame())
    vars <- attr(attr(mf, "terms"), "variables")[-1L]
    if (length(vars) == 1L) {
        x <- mf[[1L]]
        plot(x, ..., xlab = deparse(vars[[1L]]))
    }
    else if (length(vars) == 2L) {
        x <- mf[[1L]]
        y <- mf[[2L]]
        args <- list(...)
        # 优先使用用户传入的标签，无则使用变量名
        xlab <- if (!is.null(args$xlab)) args$xlab else deparse(vars[[1L]])
        ylab <- if (!is.null(args$ylab)) args$ylab else deparse(vars[[2L]])
        plot(x, y, ..., xlab = xlab, ylab = ylab)
    }
    else stop("formula should specify one or two variables")
}

修改后再次调用公式形式的plot()，ylab参数即可正常生效。

方法3：切换至ggplot2绘图系统 #

如果业务允许切换绘图工具，ggplot2的公式接口不存在该问题，代码示例：

library(ggplot2)
ggplot(data.frame(x, y), aes(x = x, y = y)) +
  geom_point(color = "red", pch = 3) +
  labs(x = "new x", y = "new y")

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Martin