如何在ggplot2中创建同时包含颜色、线型、点形状的图例

问题原因 #

你当前代码的问题在于使用宽格式数据分别绘制y1、y2的各个图层，所有美学属性（颜色、线型、点形状）都是硬编码的固定值，没有映射到同一个分类变量上，导致ggplot无法自动将多个维度的特征合并到同一个图例中。

解决方案 #

将宽格式数据转换为长格式，把y1/y2作为分类变量，将颜色、线型、点形状都统一映射到该分类变量，同时保持三个美学映射的scale名称一致，即可自动合并生成包含所有区分特征的完整图例。

完整可运行代码 #

# 加载依赖包
library(ggplot2)
library(tidyr)

# 原始数据
Conc <- c(2.5, 1.25, 0.625, 0.3125, 0.15625, 0.078, 0.039, 0)
y2 <- c(1.422616667, 1.26845, 1.149133333, 0.842166667, 0.4697, 0.251566667, 0.118133333, 0.000233333)
y1 <- c(1.4364, 1.342333333, 1.155216667, 0.88485, 0.502266667, 0.2673, 0.110783333, -0.000233333)
sd1 <- c(0.12252713, 0.09232539, 0.046399526, 0.078883881, 0.014853518, 0.039726687, 0.012708213, 0.005837722)
sd2 <- c(0.183093342, 0.122781068, 0.088565849, 0.110920994, 0.036569081, 0.02125754, 0.012588791, 0.002873616)

# 构建宽格式数据框
wide_data <- data.frame(Conc, y1, y2, sd1, sd2)

# 转换为长格式，把y和sd对应到同一分组变量
long_data <- pivot_longer(wide_data, 
                          cols = -Conc,
                          names_to = c(".value", "group"),
                          names_pattern = "(y|sd)(\\d)")
# 补充分组名称前缀
long_data$group <- paste0("y", long_data$group)

# 绘图
ggplot(long_data, aes(x = Conc, y = y)) +
  geom_line(aes(color = group, linetype = group), linewidth = 1.3) +
  geom_point(aes(color = group, shape = group), size = 3) +
  geom_errorbar(aes(ymin = y - sd, ymax = y + sd, color = group), width = 0.05) +
  # 统一设置三个美学映射的取值，保持name参数完全一致才会合并图例
  scale_color_manual(name = "Legend",
                     values = c("y1" = "red", "y2" = "blue")) +
  scale_linetype_manual(name = "Legend",
                        values = c("y1" = "solid", "y2" = "dashed")) +
  scale_shape_manual(name = "Legend",
                     values = c("y1" = 15, "y2" = 2)) +
  # 标签设置
  labs(x = "Concentration in micg per mL", 
       y = "Absorbance",
       title = "Absorbance as a function of Concentration") +
  # 主题设置
  theme(plot.title = element_text(hjust = 0.5, face = "bold"))

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Brian