ggplot2如何在x轴下方固定放置箭头 不受数据范围影响

要实现跨数据集、适配自由分面x轴范围的固定位置箭头，无需手动硬编码坐标，有两种稳定实现方式：

方法1：动态提取ggplot自动计算的x轴参数定位箭头 #

该方法完全匹配「获取自动排布的x轴刻度/范围来定位」的需求，逻辑是先让ggplot完成所有轴范围、刻度的自动计算，再根据计算结果动态设置箭头的起止位置，不管数据集怎么变、facet是否设置自由刻度，位置都能自动适配。
修改后的绘图函数代码如下：

library(dplyr)
library(tidyr)
library(ggplot2)

plot_func <- function(df) {
  # 先绘制基础图，不添加硬编码的箭头
  p <- df %>% ggplot +
    geom_point(aes(x = val, y = names)) +
    facet_wrap(facets = vars(type), ncol = 3, scales = "free_x")
  
  # 调用ggplot_build拿到自动计算的所有绘图参数
  p_build <- ggplot_build(p)
  # 提取每个分面面板的x轴范围、刻度位置
  panel_params <- p_build$layout$panel_params
  # 以mpg对应的面板为例，取x轴最左侧两个刻度作为箭头起止点
  # 调整刻度索引即可修改箭头位置，比如取最后两个刻度即可将箭头放在x轴右端
  arrow_x_start <- panel_params[[1]]$x$breaks[1]
  arrow_x_end <- panel_params[[1]]$x$breaks[2]
  # y轴位置固定在x轴下方固定偏移量，不随y轴数据范围变动
  arrow_y <- min(panel_params[[1]]$y.range) - 0.7

  # 将箭头添加到图中
  p + 
    geom_segment(
      data = data.frame(type = "mpg"),
      aes(x = arrow_x_start, xend = arrow_x_end, y = arrow_y, yend = arrow_y),
      arrow = arrow(length = unit(3, "pt"))
    ) +
    coord_cartesian(clip = "off")
}

# 测试两个数据集，箭头位置都会自动对齐对应x轴刻度
plot_func(data)
plot_func(data1)

如果需要给所有分面都添加箭头，只要遍历所有panel_params提取对应x轴刻度，生成多段segment的数据集即可，无需手动修改坐标值。

方法2：用相对npc坐标固定箭头位置（无需提取轴参数） #

如果不需要严格对齐x轴刻度，只要箭头固定在x轴下方的相对位置（比如始终在x轴下方、占x轴总长度10%的长度，左对齐），可以直接用grid系统的原生相对坐标，完全不受数据范围影响：

library(grid)
plot_func <- function(df) {
  df %>% ggplot +
    geom_point(aes(x = val, y = names)) +
    facet_wrap(facets = vars(type), ncol = 3, scales = "free_x") +
    # 用annotation_custom按相对位置放置箭头，npc坐标0对应最左/最下边界，1对应最右/最上边界
    annotation_custom(
      grob = segmentsGrob(
        x0 = unit(0.05, "npc"), x1 = unit(0.15, "npc"),
        y0 = unit(-0.08, "npc"), y1 = unit(-0.08, "npc"),
        arrow = arrow(length = unit(3, "pt"))
      ),
      # 限定箭头仅在mpg分面显示
      data = data.frame(type = "mpg")
    ) +
    coord_cartesian(clip = "off")
}

该方法代码更简洁，箭头位置是相对于绘图面板的比例，不管x轴数值范围多大，箭头的长度、和x轴的距离都完全一致。

注意：两种方法都保留了coord_cartesian(clip = "off")参数，确保绘图区外的箭头不会被裁剪。如果调整y轴的类别数量，只需要微调方法1里的y轴偏移量、方法2里的y0 npc值，即可适配所有同类型图表。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Esben Mølgaard