R ggplot2分面排名柱状图标注柱顶原始值报错解决

问题描述 #

需要基于d_ranked_long数据集绘制柱高为rank的柱状图，在每个柱体上方标注d_long$value中对应排名的原始绝对值。在ggplot代码中添加geom_text(data = d_long, aes(x=parameter, label=value))语句后运行报错，报错信息如下：

Error in `f()`:
! Aesthetics must be valid data columns. Problematic aesthetic(s): y = rank. 
Did you mistype the name of a data column or forget to add after_stat()?
Backtrace:
 1. base `<fn>`(x)
 2. ggplot2:::print.ggplot(x)
 4. ggplot2:::ggplot_build.ggplot(x)
 5. ggplot2 by_layer(function(l, d) l$compute_aesthetics(d, plot))
 6. ggplot2 f(l = layers[[i]], d = data[[i]])
 7. l$compute_aesthetics(d, plot)
 8. ggplot2 f(..., self = self)

当前绘图效果示例：

预期效果：匹配d_ranked_long中每个(x,y)坐标位置，抓取d_long中对应位置的value值放置在柱顶，例如第一个分面（vs = 0, am = 0）的第一根柱顶应标注3.44，第二根柱顶标注8.00，以此类推。

报错原因 #

• ggplot2的图层默认继承ggplot()函数内定义的全局美学映射，全局映射中设置了y=rank，但geom_text()单独指定的数据源d_long里不存在rank字段，图层找不到对应美学变量直接触发报错。
• 就算手动给geom_text()补全y轴映射，两个独立数据集如果没有通过分面变量、x轴分类变量做精确对齐，很容易出现标签和柱子错位的问题，分面场景下出错概率极高。

修复方案 #

最稳妥的实现方式是 提前把需要标注的原始值合并到排名数据集，从根源避免跨数据集映射的继承问题和匹配错位问题，可复现完整代码如下：

library(tidyverse)

# 1. 构建示例数据
d_wide <- head(mtcars) %>%
  rownames_to_column(var = "make_model") %>%   
  select(!c(make_model,gear, carb)) 

# 2. 转换为存储原始绝对值的长格式数据
d_long <-  d_wide  %>%
  pivot_longer(!c(vs, am), names_to = "parameter", values_to = "value")

# 3. 计算排名并存储为独立数据框
d_ranked <-  data.frame(d_wide [,c(8:9)],
                        t(apply(d_wide[,-c( 8:9)], 1, 
                                rank, ties.method='min')))

# 4. 转换为存储排名值的长格式数据
d_ranked_long <- d_ranked  %>%
  pivot_longer(!c(vs, am), names_to = "parameter", values_to = "rank")

# 5. 指定x轴刻度顺序
d_ranked_long$parameter <- factor(d_ranked_long$parameter, levels = c("wt", "cyl", "drat", "hp",
                                                                      "disp", "qsec","mpg"))
d_long$parameter <- factor(d_long$parameter, levels = c("wt", "cyl", "drat", "hp",
                                                        "disp", "qsec","mpg"))

# 合并两个数据集，按分面变量+x轴变量精确对齐行
d_plot <- merge(d_ranked_long, d_long, by = c("vs", "am", "parameter"))

# 6. 绘图
d_plot %>%
  ggplot(aes(x=parameter, y=rank)) +
  geom_col() + # 等价于geom_bar(stat = "identity")，写法更简洁
  # 直接调用合并后数据的value列做标签，vjust调整标签位置到柱顶上方
  geom_text(aes(label=value), vjust = -0.3, size = 3.5) +
  facet_grid(am ~ vs) +
  scale_y_continuous(expand = expansion(mult = c(0, 0.1))) + # 给顶部标签留出显示空间
  theme(axis.text.x = element_text(angle = 90, vjust = 0.5, hjust = 1)) 

效果说明 #

运行代码后即可实现预期效果：每个柱体高度对应rank值，柱顶正确标注对应位置的原始绝对值，无错位、无报错。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者hnguyen