R 绘图 – 函数曲线图

函数曲线图是研究函数的重要工具。

R 中 curve() 函数可以绘制函数的图像，代码格式如下：

curve(expr, from = NULL, to = NULL, n = 101, add = FALSE,
      type = "l", xname = "x", xlab = xname, ylab = NULL,
      log = NULL, xlim = NULL, …)

# S3 函数的方法
plot(x, y = 0, to = 1, from = y, xlim = NULL, ylab = NULL, …)

注：R 语言的类有 S3 类和 S4 类，S3 类用的比较广，创建简单粗糙但是灵活，而 S4 类比较精细。

参数：

• expr：函数表达式
• from 和 to：绘图的起止范围
• n：一个整数值，表示 x 取值的数量
• add：是一个逻辑值，当为 TRUE 时，表示将绘图添加到已存在的绘图中。
• type：绘图的类型，p 为点、l 为直线， o 同时绘制点和线，且线穿过点。
• xname：用于 x 轴变量的名称。
• xlim 和 ylim 表示x轴和y轴的范围。
• xlab，ylab：x 轴和 y 轴的标签名称。

plot 函数中，x 和 y 分别表示所绘图形的横坐标和纵坐标。

以下我们绘制一个 sin(x) 函数的图表：

curve(sin(x), -2 * pi, 2 * pi)

注意：任何计算机绘图工具绘制的都是模式图，它并不能保证与真的函数图像一模一样，它只是每隔一段距离取一个点，然后计算这个点的"高度"并绘制出来，为了保证曲线连续性，相邻两个点之间会有直线连接，所以在某些情况下例如 tan(x) 可能会出现错误：

在每一个 (2n+1)Pi / 2 的位置都会出现断点，但是 R 的图像将它们连接了，希望大家理解这一点。

当然，不是所有的函数都像 sin 一样支持向量处理，我们也可以手动生成一个数字序列然后用 plot 函数生成函数图像。假设函数 f 仅支持单个数值作为参数：

# 定义函数 f
f = function (x) {
    if (x >= 0) {
        x
    } else {
        x ^ 2
    }
}

# 生成自变量序列
x = seq(-2, 2, length=100)

# 生成因变量序列
y = rep(0, length(x))
j = 1
for (i in x) {
    y[j] = f(i)
    j = j + 1
}

# 绘制图像
plot(x, y, type='l')

接下来我们使用 plot() 函数对向量数据进行绘图：

# 向量数据
v <- c(7,12,28,3,41)

# 生成图片
png(file = "line_chart_label_colored.jpg")

# 绘图、线图颜色为红色，main 参数用于设置标题
plot(v,type = "o", col = "red", xlab = "Month", ylab = "Rain fall",
   main = "Rain fall chart")

dev.off();

生成的图片：