如何为ggplot中同色异线型的lm拟合线条添加图例？

你的问题核心在于：把颜色、线型这类需要生成图例的属性直接写在了aes()外面，这属于手动设置图形属性，而非映射数据到图形属性，所以ggplot无法自动生成图例。要解决这个问题，我们需要调整数据格式并把映射关系放到aes()内部，具体步骤如下：

1. 把宽格式数据转换为长格式 #

ggplot对长格式数据的支持更好，我们可以用tidyr::pivot_longer()把full里的DU/DUR列转成长格式，方便后续分组映射：

library(ggplot2)
library(tidyr)

# 保留你原来的数据构建代码
empty_list <- vector(mode = "list", length = 2)
test1 <- data.frame(matrix(ncol = 2, nrow = 0))
x <- c("DU", "DUR")
colnames(test1)<-x
test1[1,1] = 2
test1[2,1] = 4
test1[1,2] = 6
test1[2,2] = 8
test2 <- data.frame(matrix(ncol = 2, nrow = 0))
colnames(test2)<-x
test2[1,1] = 3
test2[2,1] = 5
test2[1,2] = 7
test2[2,2] = 9
empty_list[[1]] <- test1
empty_list[[2]] <- test2
for (i in 1 : length(empty_list)){
 colnames(empty_list[[i]]) = c( paste("DU", i, sep = ""), paste("DUR", i, sep = ""))
}
full <- cbind(empty_list[[1]], empty_list[[2]])
x <- 1:nrow(full)
full <- cbind(x, full)
colnames(full)[1] <- "num"

# 转换为长格式
full_long <- pivot_longer(full, 
                          cols = starts_with(c("DU", "DUR")), 
                          names_to = c("type", "group"), 
                          names_pattern = "(DU|DUR)(\\d)")

2. 用映射方式绘制拟合曲线并生成图例 #

现在我们可以在aes()里映射group（对应颜色分组）、color（对应组1/组2）和linetype（对应DU/DUR），然后手动指定想要的颜色和线型：

ggplot(full_long, aes(x = num, y = value)) +
  # 用stat_smooth统一拟合lm曲线，把分组映射放到aes内部
  stat_smooth(aes(color = group, linetype = type), 
              method = "lm", formula = y ~ x, se = FALSE) +
  # 手动设置分组颜色：组1用颜色1，组2用颜色2
  scale_color_manual(values = c("1" = 1, "2" = 2), 
                     labels = c("Group 1", "Group 2"),
                     name = "分组") +
  # 手动设置线型：DU用实线，DUR用虚线
  scale_linetype_manual(values = c("DU" = "solid", "DUR" = "dashed"),
                        labels = c("DU", "DUR"),
                        name = "类型") +
  labs(x = "num", y = "数值") +
  theme_minimal()

代码解释 #

• pivot_longer()把原来的宽列（DU1、DUR1、DU2、DUR2）拆分成了type（DU/DUR）和group（1/2）两个分组变量，让ggplot能清晰识别不同线条的分组规则。
• stat_smooth()里的aes(color = group, linetype = type)把颜色和线型与数据变量绑定，这是生成图例的关键——只有映射到数据变量的属性，ggplot才会自动创建图例。
• scale_color_manual()和scale_linetype_manual()用来指定你想要的颜色、线型，同时可以自定义图例的名称和标签，完全匹配你的需求。

这样修改后，不仅能生成符合要求的图例，代码也更简洁易维护，后续如果要添加更多分组（比如DU3、DUR3），只需要修改数据部分，绘图代码不需要大改。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Ziqin He