Rで描く、棒グラフ

barplot()で平均値＋標準偏差のエラーバーを描く

図の例

コード

#データ入力
group<-c(10,20,30)　#群
m.data<-c(0.079,0.102,0.146)　#平均値
sd.data<-c(0.022,0.031,0.026)　#標準偏差

#y軸の最大値を指定
yRoof=round(max(m.data+sd.data)*1.2, 1)

#棒グラフ
graph1<-barplot(m.data,names=group, ylim=c(0,yRoof), 
        xlab="Amount of drug (mg/kg)", ylab="Responses (/sec)",
        col="royalblue3", space=0.5)

#上向きのエラーバー
arrows(graph1,m.data,graph1,m.data+sd.data,angle=90,length=0.1,lwd=2) 
#下向きのエラーバー
arrows(graph1,m.data,graph1,m.data-sd.data,angle=90, length=0.1,lwd=2)　

# x軸を描く
axis(side=1, graph1, labels=F) 

#タイトルをつける
title("Bar graph with error bars", cex =2)

#有意差のマークをつける
segments(graph1[1], yRoof*0.8, graph1[2], yRoof*0.8,lwd=2)
points((graph1[1]+graph1[2])/2,yRoof*0.83, pch="*", cex=2)

segments(graph1[1], yRoof*0.9, graph1[3], yRoof*0.9,lwd=2)
points((graph1[1]+graph1[3])/2,yRoof*0.93, pch="*", cex=2)

コードの説明

データ入力

• 群は数でも文字でもかまわない。
• 表として表示するには、

group<-c(10,20,30)　#群
m.data<-c(0.079,0.102,0.146)　#平均値
sd.data<-c(0.022,0.031,0.026)　#標準偏差

d.table<-data.frame(Group=group, Mean=m.data, SD=sd.data)
d.table

　　Group　　Mean　　 SD
1 　 10　　0.079　　0.022
2 　 20　　0.102　　0.031
3 　 30　　0.146　　0.026

棒グラフの準備

• エラーバーを描くために、先にy軸の最大値を設定すると便利。
  • yRoof=round(max(m.data+sd.data)*1.2, 1)
  • 各群ごとに平均値に標準偏差を足し、その中から最大値をmax()で探して、1.2倍してround()で少数一桁を四捨五入。
  • 小数点一桁で四捨五入する　round(x, 1)
• 最小値が固定(=0)でない場合、同様に最初に指定すると便利。
  • 例）yFloor=round(min(m.data-sd.data)*1.3,1)
• エラーバーをあえてy軸枠外に突き抜けて描きたい場合、par(xpd=T) をarrows()の前に入力し、枠外への書き込みを許可する。

棒グラフ　bargraph()

• graph1<-barplot(height=m.data, names=group, ylim=c(0,yRoof))
  • graph1に代入することで、x軸上の各棒の真ん中の値が得られる。これをエラーバーの作図に利用する。
• barplot()で設定できるプロパティ

height	第一引数。各棒の高さを指定する。一番目に指定したベクトルが自動的に使われる。
names	各棒のラベルを指定する。数字でも文字でも可。
ylim	縦軸を　c(最小値, 最大値)で指定する。指定しないとheightから適宜計算される。
xlab, ylab	軸名を指定。サイズはcexで指定。*1
col	棒の色を指定。エクセルっぽい青 col="royalblue3"、エクセルっぽい赤 col="brown3"
weight	第二引数。各棒の幅を指定する。指定しない場合、等分幅になる
space	棒の間隔を指定。space=c(0.5, 0.8)とすると間隔の1番目から順番に幅を指定。*2

注意

graph1<-barplot(m.data, group, ylim=c(0,yRoof))とnamesを指定しないで二番目にベクトルを指定すると、weightとして認識され、幅の異なるグラフになる。

yaginogogo.hatenablog.jp

エラーバーを描く

• arrows(x0, y0, x1, y1)は指定された点A(x0,y0)から点B(x1,y1)へ矢印を描く。

arrowsの例

#描画領域を作る
plot(3,3, xlim=c(0,5),ylim=c(0,5))
#点(0,0)から点(3,3)に矢印を引く
arrows(0,0,3,3)

• arrows()のプロパティ

angle	矢印先端の角度。90でフラットになる。初期値は30
length	矢印先端の長さ。単位はインチ、初期値は0.25
lwd	矢印の線の太さ。初期値は1
lty	線の種類。初期値は1(実線)、2～6が点線、0は線なし

• これを使って、棒の端・中央を点Aとし、そこから上に標準偏差だけ離れた点Bに矢印を描き、矢印の先端を90度に指定するとエラーバーになる。

#上向きのエラーバー
arrows(graph1, m.data, graph1, m.data + sd.data, angle=90,length=0.1,lwd=2) 

• barplot()を代入したgraph1は、各棒の中央にあたるx座標を返してくれる。（Rがグラフを描くために設定した値）
• この値を矢印のx座標とし、y座標には棒の高さであるm.dataと、m.dataにエラーバーの長さであるsd.dataを加えた値を指定する。

• 指定しているデータの表

群	点A x0 = 点B x1	点A y0	点B y1
group	graph1	m.data	m.data+sd.data
10	1.0	0.079	0.101
20	2.5	0.102	0.133
30	4.0	0.146	0.172

• 下向きの矢印は同様に平均値m.dataから標準偏差sd.dataを引いた点Bにむかって矢印を引く。

#下向きのエラーバー
arrows(graph1, m.data, graph1, m.data - sd.data, angle=90,length=0.1,lwd=2) 

目盛り付きx軸を描く

• axis(side=1, graph1, labels=F)
• side=1がグラフ底辺をさす。
• 目盛りの値にbargraph()を代入したgraph1を指定することで、棒の中央に目盛りがつく　

注意

labels=Tにするとgraph1の数値が表示される。

タイトルを書く

• title(main="title")
  • 文字サイズは　cex = 1　がデフォルト。2にすると2倍に拡大される。subで下にサブタイトル。

有意差のマークをつける

#有意差のマークをつける
segments(graph1[1], yRoof*0.8, graph1[2], yRoof*0.8,lwd=2)
points((graph1[1]+graph1[2])/2,yRoof*0.83, pch="*", cex=2)

• segment()は点A(x0,y0)から点B(x1,y1)に線を引く。
• point()は点(x,y)に記号(pch)を描く。
  • xの値はgraph1に代入された各棒の中央の値をつかう。
  • yの値はグラフ天井からの相対値　yRoof*0.8　で出すか、エラーバーの最大値との相対値でだす。
  • 例）max(m.data+sd.data)*1.2　

yaginogogo.hatenablog.jp

*1:x,y軸をちがう文字サイズにするときはどちらかを xlab="" として描かずにおいて、あとから　title(xlab="xxxx", cex=2)　で描く。

*2:左端x軸との間隔、右端の領域は別の指定が必要