自定义ggplot2 geom：子绘图配色规则、颜色统一及图例添加

我明白你正在用ggplot2自定义一个geom来实现绘图中的迷你条形图小部件，用来展示不同年份气缸数车型的占比，这个需求挺实用的！针对你提出的四个技术疑问，我结合ggplot2的底层逻辑和你的代码来逐一解答：

问题1：ggplot2如何为条形选择颜色？未定义颜色的情况下，为何调用coord$transform后颜色自动生成？ #

ggplot2的美学映射（aes）系统会自动处理离散变量的颜色分配：当你在aes()里把fill映射到一个离散变量（比如你代码里的factor(n)），ggplot2会默认使用内置的离散色板（比如scale_fill_hue()）来给每个不同的离散值分配颜色。

而coord$transform()的作用是把原始数据坐标系的点转换为面板绘图坐标系的点，这个过程不仅处理x/y坐标，也会处理所有绑定到数据的美学属性（包括fill颜色）——也就是说，在调用coord$transform()之前，ggplot2已经根据你的fill映射生成了对应的颜色值，coord$transform()只是把这些颜色值和转换后的坐标一起传递给绘图函数，所以你会看到颜色自动生成了。

问题2：相同气缸数在绘图不同位置的颜色为何不一致？ #

看你的代码里，geom_bar_widget的aes中写的是fill=factor(n)——这里的n是每个年份下对应气缸数的车型数量，而不是气缸数cyl本身！

举个例子：1999年4缸车型的数量n可能是10，2008年4缸车型的数量n可能是15，这两个factor(n)的取值不同，所以ggplot2会分配不同的颜色。这就是为什么相同气缸数在不同年份颜色不一致的核心原因——你把fill映射到了错误的变量上！

问题3：如何实现各迷你条形图间的颜色匹配？ #

解决方法很直接：把fill的映射对象从n改成cyl（气缸数），这样同一个气缸数在所有年份都会被分配到同一个颜色。

修改你的geom_bar_widget调用代码：

geom_bar_widget(data=bar.data, aes(x=x, y=y, width=.2, height=.15, group=year, value=n, fill=factor(cyl)))

这样，无论某个气缸数在不同年份的车型数量是多少，它的颜色都会保持一致，实现跨迷你条形图的颜色匹配。

问题4：如何为条形添加图例？ #

你推测的方向是对的，图例的生成需要正确的美学映射和geom的配置，具体需要做这几步修改：

1. 修正fill映射：如问题3所说，把fill映射到factor(cyl)，这样有明确的离散分类作为图例的项。
2. 开启图例显示：在geom_bar_widget()里把show.legend设为TRUE（你之前设的是FALSE，所以图例被隐藏了）。
3. 修改draw_key：你的自定义Geom里draw_key=draw_key_blank()，这会导致图例项不显示，改成draw_key=draw_key_rect()，这样图例里会显示对应颜色的矩形块。
4. 调整ggproto的默认美学：确保default_aes里的fill不是NULL，可以设置一个默认值，但更重要的是让映射的fill生效。

修改后的自定义Geom代码片段：

GeomBarWidget <- ggproto("GeomBarWidget", Geom,
                        required_aes=c("x", "y", "width", "height", "group", "value"),
                        default_aes=aes(shape=19, colour="black", fill=NA, labels=NULL),
                        draw_key=draw_key_rect(), # 改成矩形图例键
                        draw_group=.bar_widget_draw_group,
                        extra_params=c("na.rm")
)

# 调用geom时开启图例
geom_bar_widget(data=bar.data, aes(x=x, y=y, width=.2, height=.15, group=year, value=n, fill=factor(cyl)),
                show.legend=TRUE)

另外，如果你想自定义图例的标题或者颜色，可以添加scale_fill_discrete(name="气缸数")这样的颜色标度函数来调整。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者January