R语言：使用pheatmap调整列顺序同时保留拓扑结构

嘿，我之前也碰到过一模一样的需求，这就给你一步步拆解怎么实现：

核心思路 #

要保留原有聚类的拓扑结构同时调整列顺序，本质是调整聚类树的分支展示顺序，而不是重新聚类。我们需要先拿到原热图的聚类树，再按照需求调整树的分支顺序，最后让热图使用调整后的树和对应排列的数据列。

具体步骤 #

1. 先获取原聚类的树状图

先运行一次pheatmap，把聚类结果存下来，这样我们能拿到列的聚类树：

library(pheatmap)
# 用示例数据演示，你替换成自己的矩阵就行
set.seed(123)
mat <- matrix(rnorm(100), nrow = 10, ncol = 10)
colnames(mat) <- paste0("Col", 1:10)

# 生成初始热图，获取聚类结果
p <- pheatmap(mat, cluster_cols = TRUE)
# 提取列的聚类树（hclust对象）
col_tree <- p$tree_col

2. 确定符合拓扑结构的列顺序

关键注意点：你想要的列顺序必须符合原聚类的拓扑结构——不能把跨分支的列交叉排列，只能调整整个分支的展示顺序，或者分支内部的子顺序。比如：

• 你可以把聚类后的Group 2移到Group 1前面展示
• 可以调整某个子分支内的列顺序，但不能打乱分支的层次关系

举个例子，我们先把列分成2个聚类组，然后把Group 2放在前面：

# 把列聚类树分成2个组
col_groups <- cutree(col_tree, k = 2)
# 定义新的列顺序：先展示Group 2，再展示Group 1
new_col_order <- c(names(col_groups[col_groups == 2]), names(col_groups[col_groups == 1]))

3. 调整聚类树的顺序匹配新列顺序

这里需要用到dendextend包来调整树状图的分支顺序，先安装并加载它：

install.packages("dendextend")
library(dendextend)

# 把hclust对象转成dendrogram，方便调整
col_dend <- as.dendrogram(col_tree)
# 按照我们的新列顺序重新排列树的分支
col_dend_reordered <- reorder(col_dend, w = match(colnames(mat), new_col_order))
# 再转回hclust格式，供pheatmap使用
col_tree_reordered <- as.hclust(col_dend_reordered)

4. 绘制调整后的热图

最后，按照新顺序排列数据列，并用调整后的聚类树绘制热图（记得关闭自动列聚类，避免重新聚类）：

# 按新顺序排列矩阵的列
mat_reordered <- mat[, new_col_order]
# 绘制热图，指定自定义的列聚类树
pheatmap(mat_reordered, cluster_cols = FALSE, tree_col = col_tree_reordered)

这样出来的热图，列顺序是你想要的，顶部的树状图拓扑结构和原来完全一致，只是分支的展示顺序跟着列同步调整了。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Sam Vanbergen