如何在ggplot中将指定类别固定为条形图的中间类别？

问题 #

绘制了一个包含3个分组的条形图，每个分组有3个填充类别，希望将名为Middle的类别始终作为每个条形图的中间类别。数据及初始绘图代码如下：

dat <- data.frame(fill=c("Category A","Category B","Middle",
                      "Category A","Category C","Middle",
                      "Category B","Category C","Middle"),
                  x=c("A","A","A",
                      "B","B","B",
                      "C","C","C"),
                  y=c(.333,.333,.333,
                      .4,.4,.2,
                      .2,.4,.4))

ggplot(dat,aes(x=x,y=y,fill=fill))+
  geom_col()

传统的全局因子排序无法实现需求，比如以下设置：

dat$fill <- factor(dat$fill,levels=c("Category A","Middle","Category B","Category C"))

Middle会位于Category A和Category B之间，但无法在Category B和Category C组成的分组中处于中间位置。请问是否有办法将Middle类别始终设置为每个分组的中间类别？

解决方案 #

要实现每个分组内Middle固定在中间，需要针对每个分组单独定义填充类别的顺序，而非使用全局统一的因子水平。可以借助dplyr的分组处理功能生成分组内的排序变量，再控制条形图的堆叠顺序：

步骤1：生成分组内的排序标记 #

先按x分组，给每个分组内的填充类别分配排序值：将Middle设为中间值（比如2），剩余两个类别按名称排序分别设为1和3。

library(dplyr)
dat <- dat %>%
  group_by(x) %>%
  mutate(
    fill_order = case_when(
      fill == "Middle" ~ 2,
      # 对非Middle的类别按名称排序，分配1和3
      TRUE ~ as.integer(factor(fill, levels = sort(setdiff(fill, "Middle"))))
    )
  ) %>%
  ungroup()

步骤2：基于排序变量绘图 #

在ggplot的aes中添加order = fill_order参数，让条形图按照分组内的自定义顺序堆叠：

ggplot(dat, aes(x = x, y = y, fill = fill, order = fill_order)) +
  geom_col()

另一种方式：生成分组专属因子 #

如果希望通过因子水平来控制，也可以为每个分组单独生成因子水平，确保Middle始终在中间：

dat <- dat %>%
  group_by(x) %>%
  mutate(
    fill_grouped = factor(
      fill,
      # 每个分组内的顺序为：排序后的非Middle类别[1] → Middle → 排序后的非Middle类别[2]
      levels = c(sort(setdiff(fill, "Middle"))[1], "Middle", sort(setdiff(fill, "Middle"))[2])
    )
  ) %>%
  ungroup()

ggplot(dat, aes(x = x, y = y, fill = fill_grouped)) +
  geom_col() +
  labs(fill = "fill") # 保持图例名称与原数据一致

这两种方法都能让Middle在每个分组的条形图中固定处于中间位置，解决了全局因子排序无法适配分组动态顺序的问题。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者missgwolf