使用stat_function在对数刻度上绘制R

Question

我在R stat_function中试图了解ggplot2时遇到了严重问题。我从这个琐碎的例子开始：

ggplot(data.frame(x = c(1, 1e4)), aes(x)) + stat_function(fun = function(x) x)

按预期工作。不幸的是，当我为x轴和y轴添加对数刻度时：

ggplot(data.frame(x = 1:1e4), aes(x)) +
  scale_x_log10() + 
  scale_y_log10() +
  stat_function(fun = function(x) x)

我得到以下结果，这是一个非常讨厌的身份函数违规。

我缺少一些非常基本的东西吗？那么在对数尺度上绘制函数的正确和最简单的方法是什么？

修改 受到答案的启发，我继续尝试使用比例和aesthetics参数。我更加困惑的是发现我使用下面的代码得到了我的预期：

ggplot(data.frame(x = 1:1e4, y = 1:1e4), aes(x, y)) +
  scale_x_log10() + 
  scale_y_log10() +
  stat_function(fun = function(x) x)

带有明显未使用的y值向量（stat_function未使用）。轴转换是否取决于数据的可用性？

Answer 1

当您使用scale_x_log10()时，x值会被日志转换，然后才会用y计算stat_function()值。然后将x值反向转换为原始值以进行缩放。 y值保留为从日志转换后的x计算得出的值。您可以通过绘制没有scale_y_log10()的值来检查这一点。在情节中有直线。

ggplot(data.frame(x=1:1e4), aes(x)) +
    stat_function(fun = function(x) x) +
    scale_x_log10() 

如果您应用scale_y_log10()，则会记录已经计算过的y值，因此会绘制曲线。

Answer 2

在ggplot2中，规则是尺度变换先于统计变换，而统计变换又在坐标变换之前。在此上下文中，函数（通过stat_function（））是统计变换。

如果在ggplot2调用中使用scale_x / y _ *（）函数，它将在计算函数之前首先应用缩放变换。

案例0：绘制x和y的原始比例。

ggplot(data.frame(x = 1:1e4, y = 1:1e4), aes(x, y)) +
    stat_function(fun = function(x) x)

情况1a：由于存在scale_x / y_log10（），因此在计算函数之前对x和y进行对数转换。您可以从各自比例的值中看到这一点（与案例0比较）。

ggplot(data.frame(x = 1:1e4, y = 1:1e4), aes(x, y)) +
    stat_function(fun = function(x) x) +
    scale_x_log10() +
    scale_y_log10()

情况1b：x在原始数据帧中进行对数变换。因此，函数实际上对log10（x）值进行操作，因此仍然是一条直线，但在x和y的log10范围内。

ggplot(data.frame(x = log10(seq(1e4)), y = seq(1e4)), aes(x, y)) +
    stat_function(fun = function(x) x)

情况1c：与1b相同，但有一个例外：x尺度是原始单位，但y尺度是log10（x）单位，因为x上的尺度变换发生在统计变换f之前（ y）= y被计算，其中y = log10（x）。

ggplot(data.frame(x = seq(1e4), y = seq(1e4)), aes(x, y)) +
    stat_function(fun = function(x) x) +
    scale_x_log10()

案例2：相反，在统计变换之后，坐标转换发生在;即，首先以原始单位计算函数，然后在x上进行坐标转换，这会使函数变形：

ggplot(data.frame(x = seq(1e4), y = seq(1e4)), aes(x, y)) +
    stat_function(fun = function(x) x) +
    coord_trans(xtrans = "log10")

...当然，除非你对x和y应用相同的转换：

ggplot(data.frame(x = seq(1e4), y = seq(1e4)), aes(x, y)) +
    stat_function(fun = function(x) x) +
    coord_trans(xtrans = "log10", ytrans = "log10")