################################################
### Programmieren mit statistischer Software ###                     
###         Graphiken mit graphics           ###
################################################


### Beispieldatensatz ###
data("iris")
data("Titanic")


### Titanic-Datensatz aufbereiten ###

freq     <- as.vector(Titanic)
var      <- expand.grid(dimnames(Titanic))

# Gruppierter Datensatz mit Häufigkeiten 
table_Titanic <- data.frame(var,"Frequency"=freq)
# Datensatz mit Einzelbeobachtungen 
data_Titanic <- data.frame("Class"=rep(var[,1],freq),
                           "Sex"=rep(var[,2],freq),
                           "Age"=rep(var[,3],freq),
                           "Survived"=rep(var[,4],freq)) 



### Formatierungsbefehle für Graphiken mit graphics ### 

## Dokumentation 
?par
## Beispiel: outer margin (Aufrufen, Veränderen, Zurücksetzen)
op <- par(no.readonly=TRUE)
par("oma")
par(oma=c(2,2,2,2))
par("oma")
par(op)
par("oma")



### Unterschiedlichste Graphiken mit Standardfunktionen ### 

## Balken/Säulendiagramm 
barplot(table(data_Titanic$Class))
barplot(table(data_Titanic$Class, data_Titanic$Sex), legend=TRUE)
# nützliches Argument: beside 

## Histogramm 
hist(iris$Sepal.Length, main = "", col = "darkgray", xlab="Kelchblattlänge", ylab="Absolute Häufigkeit")
# nützliches Argument: breaks 

## Boxplot 
boxplot(Sepal.Width~Species, names=levels(iris$Species), data=iris)
# nützliches Argument: varwidth

## Streudiagramm 
plot(iris$Sepal.Width,iris$Sepal.Length, xlab="Kelchblattbreite", ylab="Kelchblattlänge")
plot(Sepal.Length~Sepal.Width, data = iris, xlab="Kelchblattbreite", ylab="Kelchblattlänge")
# nützliches Argument: pch 

## Streudiagrammmatrix 
pairs(iris, col=iris$Species)
# nützliches Argument: panel 

## Mosaikplot 
mosaicplot(Titanic)
mosaicplot(~ Sex + Survived, data = Titanic)
# nützliches Argument: shade



### Einen Plot von Grund auf erstellen ###

## Beispieldaten: zwei Variablen a und b
a <- seq(-5,5)
b <- seq(-5,5)

## Grundstruktur 
plot.new()
plot.window(xlim=range(a),ylim=range(b)) 
points(a,b,pch=19)
lines(a,b)
axis(1)
axis(2)
box()

## Weitere nützliche Befehle zur Erstellung von eigenen Graphiken 
? text      
? mtext     

## Illustration der Graphikbereiche 

# margins und outer margins
op <- par(mar=c(4,4,4,4), oma=c(2,2,2,2))  

# Plot
plot(a, b, xlab="a", ylab="b", pch=19)
box("figure", lty="dashed", col="orange")

# Plot area
box("plot", lty="solid", col="red")
text(x=4, y=-4, labels="Plot Area", col="red", cex=1.5) 

# Inner margin area
box("inner",lty="dashed", col="blue")
mtext("Inner Margin Area", side=3, line=1, adj=1, cex=1.5, col="blue", outer=FALSE)

# Outer margin area
box("outer", lty="solid", col="green",lwd=4)
mtext("Outer Margin Area", side=1, line=0.5, adj=1, cex=1.5, col="green", outer=TRUE)

# Zusätzliche Beschriftung
mtext("Rechts", 4, at=2, line=0.25, cex=1.2, col=grey(0.4), las=1)

par(op)



### Mehrere Graphiken in einem Fenster ### 

par(mfrow=c(2,2))
# ergibt Fenster mit zwei Zeilen und zwei Spalten 
layout(mat=matrix(c(1,2,3,4), nrow=2, ncol=2, byrow=TRUE))
# nützliche Argumente: widths, heights 
dev.off()
# Layout-Einstellungen löschen



### Graphiken speichern ### 

## als pdf 
pdf(file="boxplot.pdf", width=7, height=7)
boxplot(iris$Sepal.Length, iris$Sepal.Width, 
        col=2:3, names=c("Kelchblattlänge", "Kelchblattbreite"))
dev.off()
# weitere Formate: postscript(), png(), win.metafile()