R语言ggplot2绘制折线图时图例不显示如何修复

ggplot2 的图例自动生成机制有明确触发条件：只有当颜色、线型、形状这类视觉属性被放在aes()内部，映射为数据集中的分组变量时，系统才会识别到分组维度，自动生成对应图例。
你原来的写法是分三次调用geom_line()，将三条线的颜色作为固定参数写在aes()外部硬编码为蓝、红、绿，本质是直接指定了几何对象的显示样式，没有把「状态类型」这个分组维度映射到colour美学上，系统找不到需要生成图例的映射关系，哪怕设置了legend.position="bottom"也不会显示图例。

两种方案都可以正常显示底部图例，按需选择即可：

• 方案1：保留原宽表结构，不做数据转换
  不需要修改原数据集结构，只需要把颜色映射移入aes()内部，再通过scale_colour_manual()指定你需要的三个颜色即可，示例代码如下：

library(ggplot2)

ggplot(d, aes(x = iteration)) +
  # 将colour参数移入aes，为每条线指定对应的分组标签
  geom_line(aes(y = State_1, colour = "State_1"), linewidth = 1) +
  geom_line(aes(y = State_2, colour = "State_2"), linewidth = 1) +
  geom_line(aes(y = State_3, colour = "State_3"), linewidth = 1) +
  # 手动匹配三个分组对应的蓝、红、绿颜色
  scale_colour_manual(
    values = c("State_1" = "blue", "State_2" = "red", "State_3" = "green"),
    name = "State"
  ) +
  labs(
    x = "Number of Iterations",
    y = "Probability of Being in a Certain State",
    title = "Plot"
  ) +
  theme(legend.position = "bottom")

• 方案2：转换为长格式绘图（ggplot2官方推荐写法）
  就是你已经测试通过的写法，把宽表转成长表后只需要调用一次geom_line()，代码更简洁，后续调整样式、添加图层也更方便，示例代码如下：

library(ggplot2)
library(reshape2)

# 宽转长，以iteration为ID变量
d_long <- melt(
  d, 
  id.vars = "iteration",
  variable.name = "State",
  value.name = "Probability"
)

ggplot(d_long, aes(x = iteration, y = Probability, colour = State)) +
  geom_line(linewidth = 1) +
  # 按需添加点层即可
  # geom_point(size = 2) +
  scale_colour_manual(
    values = c("State_1" = "blue", "State_2" = "red", "State_3" = "green")
  ) +
  labs(
    x = "Number of Iterations",
    y = "Probability of Being in a Certain State",
    title = "Plot"
  ) +
  theme(legend.position = "bottom")

内容的提问来源于stack exchange，提问作者stats_noob