如何在ggplot2中为堆叠时序图添加上下双日期坐标轴？

你遇到的这个场景太典型了——当分面堆叠出多个时序图后，用户得滚动到底部才能看时间刻度，体验确实不好。虽然scale_x_date()支持调整刻度位置，但没法直接生成顶部的次坐标轴，不过我们可以通过把日期转换为数值，再结合scale_x_continuous()的sec.axis参数来实现这个需求，下面是具体的解决方案：

完整实现代码 #

library(data.table)
library(ggplot2)

set.seed(123)
foo <- data.table(
  day = rep(seq(as.Date("2018-01-01"), as.Date("2018-01-30"), by="days"), 3),
  var = c(rep("v1", 30), rep("v2", 30), rep("v3", 30)),
  value = round(rnorm(90)*90)
)

# 定义日期与数值的转换函数
date_to_num <- function(x) as.numeric(x)
num_to_date <- function(x) as.Date(x, origin = "1970-01-01")

ggplot(data = foo, aes(x = day, y = value, color = var)) +
  geom_line() +
  ggtitle("Demo example", subtitle = "random values") +
  # 用scale_x_continuous替代scale_x_date，同时设置主副坐标轴
  scale_x_continuous(
    # 主坐标轴（底部）：把数值转回日期，设置标签格式和刻度
    breaks = date_to_num(seq(from = min(foo$day), to = max(foo$day), length.out = 5)),
    labels = function(x) format(num_to_date(x), "%Y%m%d"),
    position = "bottom",
    # 次坐标轴（顶部）：和主坐标轴完全一致的刻度与标签
    sec.axis = dup_axis(
      breaks = date_to_num(seq(from = min(foo$day), to = max(foo$day), length.out = 5)),
      labels = function(x) format(num_to_date(x), "%Y%m%d"),
      name = ""  # 顶部不需要轴标题，留空
    )
  ) +
  facet_grid(var ~ ., scales = "free") +
  theme(
    legend.position = "top",
    legend.title = element_blank(),
    legend.direction = "horizontal",
    plot.title = element_text(hjust = 0.5),
    plot.subtitle = element_text(hjust = 0.5),
    # 可以调整顶部坐标轴的样式，和底部保持一致
    axis.text.x.top = element_text(color = "black"),
    axis.ticks.x.top = element_line(color = "black")
  )

关键思路解释 #

• 日期转数值：因为scale_x_continuous()只处理数值型数据，所以我们先把Date类型的日期转成对应的数值（从1970-01-01开始的天数），用as.numeric()就能实现。
• 自定义刻度与标签：在scale_x_continuous()的breaks里传入转换后的数值刻度，再用自定义的标签函数把数值转回日期格式，保证显示的是我们需要的%Y%m%d样式。
• 复制主坐标轴到顶部：用dup_axis()快速生成和主坐标轴完全一致的次坐标轴，只需要把位置设为顶部，并且去掉轴标题即可。

这样就能实现上下都显示相同的日期刻度，用户不用滚动就能随时看到时间范围啦！

内容的提问来源于stack exchange，提问作者abhiieor