【2.2】图形布局--par()详解
R有着非常强大的绘图功能，我们可以利用简单的几行代码绘制出各种图形来，但是有时候默认的图形设置没法满足我们的需要，甚至会碰到各种各样的小问题：如坐标轴或者标题出界了，或者图例说明的大小或者位置遮挡住了图形，甚至有时候默认的颜色也不能满足我们的需求。如何进行调整呢？这就用到了“强大”的函数par()。我们可以通过设定函数par()的各个参数来调整我们的图形，这篇博文就是对函数par()的各个参数进行一下总结。
一、函数par()的使用格式如下：
par(..., no.readonly = FALSE)
其中…表示所有类似于tag=value形式的参数。下面会具体的对这些参数进行描述。当参数no.readonly=TRUE时，函数par()就只允许有这一个参数了，并且会返回当前绘图设备中各个参数的参数值。
每一个图形设备都有自己的绘图参数，如果当前还没有打开绘图设备，那么函数par()在进行参数设置之前会自动的打开一个新绘图设备。
如前面所说，直接在R编辑器中输入命令**par()或者par(no.readonly=TRUE)**都可以获取当前的各个绘图参数。
二、函数par()中的参数可以分为三大类：
1.只能读取，不能进行设置。包括参数cin，cra，csi，cxy， din;
2.只能通过函数par()进行设置。包括参数：
"ask",
"fig", "fin",
"lheight",
"mai", "mar", "mex", "mfcol", "mfrow", "mfg",
"new",
"oma", "omd", "omi",
"pin", "plt", "ps", "pty",
"usr",
"xlog", "ylog"
3.剩下的参数除了函数par()外，还可以通过各种高级绘图函数进行设置，
如函数plot，points，lines，abline，title，text，axis，image，
box，contour，rect，arrows等。
当一个参数的值被设定时，默认的会返回设定之前这个参数的值，我们可以通常一些变量把这些值保存下来。执行完操作之后，可以利用这些历史值进行恢复设定（但是不建议这么做，因为可能会引起一些参数值冲突）。如：
> x<-par(bg="red")
> x
$bg
[1] "transparent"
> plot(1:10)
> par(x)
> plot(1:100)
接下来就对各个参数的含义进行一下大概的说明，中间会用一些简单的代码作为示例。
adj。该参数值用于设定在text、mtext、title中字符串的对齐方向。0表示左对齐，0.5（默认值）表示居中，而1表示右对齐(说明一下，区间[0,1]内的任何值都可以作为参数adj的有效值，并且在大部分的图形设备中，介于区间外的值也是有效的)。注意一下，函数text中的参数adj的值可以以类似于形式adj=c(x,y)调整方向。但是在text中该参数的值影响的是对点的标记，对函数mtext和title来说，参数adj的值影响的是整个图像或设备区域。
> par(mfrow=c(1,2))
> plot(1:4)
> title("plot(1:4)",adj=0)
> plot(1:4)
> title("plot(1:4)",adj=1)
**ann **如果ann=FALSE，那么高水平绘图函数会调用函数plot.default使对坐标轴名称、整体图像名称不做任何注解。默认值为TRUE。
> plot(1:4,ann=FALSE,main='plot(1:4,ann=FALSE)')#尽管指定了参数main的值，但是图像中仍然没有显示
> plot(1:4,ann=TRUE,main='plot(1:4,ann=FALSE)')
**ask **逻辑值。若为TRUE（且当前的R会话是可交互状态），则在绘制新图像之前会要求用户输入确认信息。同样的，会对扩展包grid和lattice的输出有影响，甚至可能会应用到没有屏幕输出的设备上（但可能会没有效果）。
bg 用于设定绘图区域的背景颜色。当通过函数par()调用时，会同时设定参数new=FALSE。对很多设备来说，该参数的初始值就是该设备的背景颜色值，其他情况下一般为"white"。需要注意一点的是，一些图形函数例如plot.default和points等也有名为bg的参数，但是代表的含义是不同的。
bty 该参数值为字符串型，用于限定图形的边框类型。如果bty的值为"o"（默认值）、“l”、“7”、“c”、“u"或者”]“中的任意一个，对应的边框类型就和该字母的形状相似。如果bty的值为"n”，表示无边框。
cex 用于表示对默认的绘图文本和符号放大多少倍。需要注意一些绘图函数如plot.default等也有一个相同名字的参数，但是此时表示在函数par()的参数cex的基础上再放大多少倍，此外还有函数points等接受一个数值向量为参数。
cex.axis 表示在当前的cex设定情况下，对坐标轴刻度值字体的放大倍数。
cex.lab 表示在当前的cex设定情况下，对坐标轴名称字体的放大倍数。
**cex.main **表示在当前的cex设定情况下，对主标题字体的放大倍数
cex.sub 表示在当前的cex设定情况下，对子标题字体的放大倍数。
cin。这是一个只读参数，不能进行修改。以形式（width,height）返回字体大小，单位为英寸。这和参数cra的作用一样，只是测量单位不同。
col。用于设定默认的绘图颜色（无可否认这是一个非常特别的参数，以后会总结博文专门讨论如何设定颜色R中设置图形参数–函数par()详解）。
col.axis。坐标轴刻度值的颜色，默认为"black"。如代码：
> par(cex.axis=3,col.axis="red")
> plot(1:4)
col.lab。坐标轴名称的颜色，默认为"black"。
col.main。主标题的颜色，默认为"black"。
col.sub。子标题的颜色，默认为"black"。
cra。参见参数cin的说明。
crt。该参数的值为一个表示度数的数值，用于表示单个字符的旋转度数，最好为90的倍数。和参数srt的不同之处在于后者是对整个字符串进行旋转。
csi。只读参数，返回默认的字符高度，以英寸为单位。
cxy。只读参数，以形式(width,height)返回默认的字符宽度、高度，其中par(“cxy”)=par(“cin”)/par(“pin”)。
din。只读参数，表示绘图设备的尺寸规格，以形式(width,height)返回，单位为英寸。
family。图形中字符的字体类型。最大的长度为200 bytes。默认值为""，表示采用绘图设备的默认字体。
fg。图形中显著位置的颜色（如坐标轴、刻度线，边框等），一般默认为"black"。
fig。一个数值向量，形式为c(x1, x2, y1, y2)，用于设定当前图形在绘图设备中所占区域，注意需要满足x1
> par(fig=c(0,0.5,0,0.5))
> plot(1:3)
> par(fig=c(0.5,1,0.5,1))
> plot(1:3)
> par(fig=c(0,0.5,0,0.5),new=TRUE)
> plot(1:3)
fin。当前绘图区域的尺寸规格，形式为(width,height)，单位为英寸。如果修改了这个参数的值，默认为启动一个新的绘图设备。
font。用于设定采用哪种字型，为一个整数。1代表纯文本（默认值），2表示黑体，3表示斜体，4表示黑色斜体。在Adobe字符编码下，5也可以。
font.axis。坐标轴刻度值的字型。
font.lab。坐标轴名称的字型。
**font.main。**主标题的字型。
font.sub。子标题的字型。
lab。以形式c(x,y,len)表示的数值型向量，用于对坐标轴的名称进行设定。值x和y用于设定x和y轴上的刻度线的个数，而len设定了刻度线的长度（目前R中这个值是没有效应的）。
las。只能是0,1,2,3中的某一个值，用于表示刻度值的方向。0表示总是平行于坐标轴；1表示总是水平方向；2表示总是垂直于坐标轴；3表示总是垂直方向。
lend。线段的端点样式，参数值可以为一个整数或者一个字符串。参数值为0或者"round"时，表示端点样式为圆角（默认值）；为1或者"butt"时，表示端点直接截断；为2或者"square"表示延伸末端。如代码：
> plot(1:8,type="n",ylim=c(1,6))
> x0<-c(1,2,3,5,6)
> y0<-rep(1,5)
> x1<-x0
> y1<-rep(6,5)
> segments(x0,y0,x1,y1)
> x0<-rep(0,4)
> y0<-seq(1.3,4.3,1)
> x1<-c(1,6,3,1)
> y1<-y0
#默认情形
> segments(x0,y0,x1,y0,lwd=10,col="red")
#修改参数lend=1
> y0<-seq(1.6,4.6,1)
> y1<-y0
> segments(x0,y0,x1,y0,lwd=10,col="green",lend=1)
#修改参数lend=2
> y0<-seq(1.9,4.9,1)
> y1<-y0
> x0<-x1
> x1<-c(2,8,5,3)
> segments(x0,y0,x1,y0,lwd=10,col="blue",lend=2)
lty。直线类型。参数的值可以为整数（0为空，1为实线（默认值），2为虚线，3为点线，还可以为4、5、6等），也可以为字符串（和整数是一一对应的，如"blank"、“solid”、“dashed”、“dotted”、“dotdash”、“longdash"或者 “twodash”）。
lwd。线条宽度。必须为一个整数，默认值为1。具体的实现根据设备而定，有一些绘图设备不支持线条宽度小于1。
mfcol，mrow。用于设定图像设备的布局（简单的说就是将当前的绘图设备分隔成了nr*nc个子设备），参数形式为c(nr, nc)。子图的绘图顺序是按列还是按行就分别根据是参数指定的是mfcol还是mfrow。想要实现相同的功能还可以利用函数layout或者split.screen。
mgp。设定标题、坐标轴名称、坐标轴距图形边框的距离。默认值为c(3,1,0)，其中第一个值影响的是标题。
new。逻辑值，默认值为FALSE。如果设定为TRUE，那么下一个高级绘图命令并不会清空当前绘图设备。
oma。参数形式为c(bottom, left, top, right) ，用于设定外边界。
omi。和参数oma的作用一样，只是这次参数的单位为英寸。
pch。表示点的形状，它的值可以为数值型（介于0到25之间的数值），也可以为字符型。1代表圆圈，2代表三角形，3代表“+”号。当pch的值为字符型时，那么点就通过该字符来表示。
**pin **当前的维度，形式为c(width,height)，单位为英寸。
plt。形式为 c(x1, x2, y1, y2)，设定当前的绘图区域。
pty。一个字符型参数，表示当前绘图区域的形状，“s"表示生成一个正方形区域，而"m"表示生成最大的绘图区域。
srt。字符串旋转度数，只支持函数text。
tck。刻度线的长度，为一个小于等于的小数，表示绘图区域的高度或宽度的一部分（取高度或宽度中较小的值）。如果tck=1，则表示绘制网格线。默认值为NA（相当于tcl=-0.5）。
tcl。同样可用于设定刻度线的长度，但是和tck的单位不同。它的默认值为-0.5。
usr。一个形式为c(x1, x2, y1, y2)的向量，表示当前绘图区域的坐标值范围：c(xleft, xright, ybottom, ytop)。如果采用的对数刻度（如par(“xlog”)=TRUE），那么x坐标轴的表示范围为10^par(“usr”)[1:2]，同样也可以得到y坐标轴的表示范围。
xaxp。一个形式为c(x1, x2, n)的向量，表示当par(“xlog”)=false时，x坐标轴的刻度线的区间及区间中的刻度线个数。若par(“xlog”)=TRUE，情形就稍微复杂了：若取值范围较小，那么n是一个负数，且刻度线的分布和正常情形（没有对数转换）下相似；若n取值为1、2、3中的一个，c(x1,x2)=10^par(“usr”)[1:2]（并且此时par(“usr”)是指par(“xlog”)=TRUE情况下返回的值）。
具体解释如下：
n=1，在坐标值为10^j（j为整数）处绘制刻度线。
n=2，在坐标值为k*(10^j)处绘制刻度线，其中k为1或者5。
n=3，在坐标值为k*(10^j)处绘制刻度线，其中k为1、2或者5。
yaxp。同xaxp类似，表示y坐标轴的刻度线的区间及区间中的刻度线个数。
xaxs。坐标轴x的间隔设定方式。取值范围为：“r”, “i”, “e”, “s”, “d”。一般来说，计算方式是由xlim的数值范围确定的（如果xlim指定了的话）。“r”(regular)首先会对数值范围向两端各延伸4%，然后在延伸后的数值区间中设置坐标值；“i”(internal)直接在原始的数据范围中设置坐标值；“s”(standard)和"e”(extended)、；“d”(direct)目前还不支持。
yaxs。类似于xaxs，对坐标轴y的间隔设定方式。
xaxt。用于设定x坐标轴的刻度值类型，为一个字符。“n"表示不绘制刻度值及刻度线；“s"表示绘制，默认值。
yaxt。类似于xaxt。
xlog。一个逻辑值。如果为TRUE，表示对x轴为对数坐标轴，默认值为FALSE。
ylog。类似于xlog。 最后，说明一点：如何设定颜色？R提供了很多和颜色相关的函数供我们调用，如colors()、palette()、rainbow()、rgb()、gray()、hsv()、hcl()等等。以后也会对“如何设定颜色”这一问题进行整理，并且接下来关于R语言的博文也会重点关注于可视化方面，包括如何绘制散点图、条形图、热点图、地图等。
三、一页多图
R中有高级和低级做图函数，前者如plot(),后者如points(),lines()等等，低级做图函数可以在高级做图函数做的图上随意添加；
如果要求两个或者多个高级做图函数画在同一个图上，而且要求重叠的话，则可以采用par(new=TRUE)函数，在每次使用新的高级做图函数之前加上该语句。需要注意的是坐标要处理好，因为这样做实际上是把多张图重叠起来，如果多张图的坐标不统一，则会出现坐标混乱的情况。此外，有些做图函数本身就有这个功能，如matplot()和hist()函数。
如果不要求多张图重叠的话，则可以使用函数par(mfrow=c(n,m))把画图区间分为n*m个部分，这样多张图分别展示在某个部分。
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参考资料：
