使用ggarrange合并含不同元素的绘图图例及分组图例需求

一、修复缺失的图例元素 #

问题根源是两个子图的gear因子水平未统一，且ggplot默认会隐藏无对应数据的图例项。按以下步骤处理：

1. 统一因子水平：先将原始数据的gear转换为包含所有目标水平（3、4、5）的因子，确保子图保留完整的因子集合：

library(tidyverse)
library(ggpubr)
library(grid)

data("mtcars")
# 统一gear的因子水平，包含3、4、5三个取值
mtcars$gear <- factor(mtcars$gear, levels = c("3", "4", "5"))

2. 修改绘图代码：在scale_color_manual中指定所有三个水平的颜色，并设置drop=FALSE强制显示所有图例项：

mtcars1 <- mtcars %>% filter(gear %in% c("3", "4"))
p1 <- ggplot(mtcars1, aes(x=wt, y=mpg, color = gear))+ 
  geom_point()+ 
  scale_color_manual(
    values = c("3"="red", "4"="blue", "5"="green"),
    drop = FALSE  # 强制保留所有因子水平的图例
  )

mtcars2 <- mtcars %>% filter(gear %in% c("3", "5"))
p2 <- ggplot(mtcars2, aes(x=wt, y=mpg, color = gear))+ 
  geom_point()+ 
  scale_color_manual(
    values = c("3"="red", "4"="blue", "5"="green"),
    drop = FALSE
  )

3. 合并绘图与完整图例：此时使用ggarrange的common.legend=TRUE就能得到包含所有元素的公共图例：

ggarrange(p1, p2, common.legend = TRUE, legend = "right")

二、实现图例分组标注 #

要给图例添加分组（gear3/4归为"low"，gear5归为"medium"）及大括号标注，可通过自定义图例grob实现：

1. 移除子图图例并提取完整图例：

# 移除子图自带的图例
p1_noleg <- p1 + theme(legend.position = "none")
p2_noleg <- p2 + theme(legend.position = "none")

# 提取包含所有元素的完整图例
full_legend <- get_legend(p1)

2. 创建分组标注元素：用grid包生成分组文字和模拟大括号的线条：

# 分组标签文字
low_label <- textGrob("low", x = 0.12, y = 0.78, gp = gpar(fontsize = 10))
medium_label <- textGrob("medium", x = 0.12, y = 0.38, gp = gpar(fontsize = 10))

# 模拟大括号的线条
low_bracket <- linesGrob(
  x = c(0.05, 0.05, 0.25, 0.25), 
  y = c(0.75, 0.7, 0.7, 0.75), 
  gp = gpar(lwd = 1)
)
medium_bracket <- linesGrob(
  x = c(0.05, 0.05, 0.25, 0.25), 
  y = c(0.35, 0.3, 0.3, 0.35), 
  gp = gpar(lwd = 1)
)

3. 组合自定义图例与绘图：将分组元素与原图例合并，再和子图组合：

# 组合图例与分组标注元素
custom_legend <- gTree(children = gList(full_legend, low_label, low_bracket, medium_label, medium_bracket))

# 最终组合绘图与自定义图例
ggarrange(
  p1_noleg, p2_noleg, custom_legend,
  ncol = 2, nrow = 2,
  heights = c(4, 1),  # 调整绘图区和图例区的高度比例
  align = "hv"
)

说明 #

• 若需要更逼真的大括号效果，可使用gridExtra包的bracketGrob函数替代linesGrob。
• 所有颜色、位置、字体大小等参数可根据需求自行调整。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Elliot