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哑铃图：让数据对比一目了然【Dumbbell Chart】

news 来源：原创 2025/8/25 23:53:24

在这里插入图片描述
没错，当我祭出 “哑铃” 阵列，你当如何破解，哈哈哈哈…此时，你可以适当怀疑笔者的精神状态了。但话说回来，如果稍加想象，把上图竖起来，“大致” 就是我要分享的 “哑铃图” 了。😑

哑铃图的优劣

哑铃图（Dumbbell Plot）是一种用于对比两组数据差异的可视化图表，通过线段连接两个数据点，形似哑铃。每种数据可视化的方法，都有其优劣，它也不例外，一个简单的总结：

✅ 优点

直观对比：突出两个时间点或组别之间的数值变化（如实验组和处理组的数据对比）。
简洁清晰：适合展示少量类别（5-10组），避免柱状图或折线图的密集重叠问题。
强调差异：线段长度和方向能快速传递增长/下降趋势，适合呈现差距明显的场景。

❌ 劣势

数据量限制：类别过多时易导致视觉混乱，超过15组通常不适用。
信息单一：仅展示两点关系，无法呈现多时间点趋势或复杂多维数据。
设计敏感：颜色、线段粗细若搭配不当可能误导解读（如浅色易弱化差异感知）。

笔者：可是很多时候优势即劣势。

接下来的内容，笔者会介绍如何在 R 中，利用 ggplot2，一步一步实现哑铃图

准备工作

需要的 R Package

library(tidyr) # 数据处理
library(dplyr) # 数据处理
library(ggplot2) # 画图用的
library(patchwork) # 拼图用的

示例数据

raw <- tibble(labels = c("Spirituality, faith and religion","自由而独立","Hobbies and recreation","身心健康","COVID-19","宠物","Nature and the outdoors"),Dem = c(8, 6, 13, 13, 8, 5, 5),Rep = c(22, 12, 7, 9, 5, 2, 3)
)

一个基础的哑铃图

数据预处理

因为要用 ggplot2 进行可视化，所以必须要把数据格式转换为其需要的形式：长格式

df_long <- df %>%pivot_longer(-labels)

绘图

很简单，想象一下，就是一条直线，两端挂着 “大大” 的点（线 + 点），线的长度代表两组的差异，点的颜色代表组别：

df_long %>%ggplot(aes(x = value, y = labels)) +geom_line(aes(group = labels), color = "#E7E7E7", linewidth = 3.5) +geom_point(aes(color = name), size = 5) +theme_minimal(base_size = 20) +theme(legend.position = "none",axis.text.y = element_text(color = "black"),axis.text.x = element_text(color = "#989898"),axis.title = element_blank(),panel.grid = element_blank()) +scale_color_manual(values = c("#436685", "#BF2F24")) +scale_x_continuous(labels = scales::percent_format(scale = 1))

在这里插入图片描述
代码不是很多，就可以实现哑铃图，但是，但是我们需要加一些细节，让它展示的信息更加直观，比如：

y轴排序：默认情况下，ggplot() 会对用于轴的字符向量按字母顺序排序，然后以逆字母顺序显示y轴值。但是我想按两组对比的差值降序排序。所以，我需要计算差距值，然后将y轴标签转换为factor。
文本标签：在点的左边或者右边添加具体数值标签；默认情况下，图的右侧会有一个颜色图例，但在上面的代码中，通过theme(legend.position = "none",)，移除了图例，实际上，对于数据的展示来说，这是不可取的，所以，我想通过文本标签的方式，在第一行数据点的上方，加上可以提示组别的标签。
组间差值：我需要一个单独的图，可视化组间差值，使用 patchwork 将其与主图拼在一起。

加亿点点细节

数据重构

df <- raw %>% # 上边的数据# 计算差值mutate(gap = Rep - Dem) %>%group_by(labels) %>%mutate(max = max(Dem, Rep)) %>%ungroup() %>%# 排序mutate(labels = forcats::fct_reorder(labels, abs(gap)))# 转换为长数据
df_long <- df %>%pivot_longer(c(Dem, Rep))
df

数据大概长这样：
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重绘

nudge_value <- .6
p_main <-df_long %>%# 前几行和之前一样ggplot(aes(x = value, y = labels)) +geom_line(aes(group = labels), color = "#E7E7E7", linewidth = 3.5) +geom_point(aes(color = name), size = 5) +# 添加数字标签，使用 ifelse，确定标签位置geom_text(aes(label = value, color = name),size = 5,nudge_x = if_else(df_long$value == df_long$max,nudge_value,-nudge_value),hjust = if_else(df_long$value == df_long$max,0,1),) +# 自制图例geom_text(aes(label = name, color = name),data = . %>% filter(gap == max(gap)),nudge_y = .5,fontface = "bold",size = 5) +theme_minimal(base_size = 20) +theme(legend.position = "none",axis.text.y = element_text(color = "black"),axis.text.x = element_text(color = "#989898"),axis.title = element_blank(),panel.grid = element_blank()) +labs(x = "%", y = NULL) +scale_color_manual(values = c("#436685", "#BF2F24")) +coord_cartesian(ylim = c(1, 7.5)) +scale_x_continuous(labels = scales::percent_format(scale = 1))p_main

在这里插入图片描述

差值示意图

构建数据

df_gap <-df %>%mutate(label = forcats::fct_reorder(labels, abs(gap)),gap_party_max = if_else(Rep == max,"R","D"),gap_label =paste0("+", abs(gap), gap_party_max) %>%forcats::fct_inorder())
df_gap

在这里插入图片描述

绘图

p_gap <-df_gap %>%ggplot(aes(x = gap, y = labels)) +geom_text(aes(x = 0, label = gap_label, color = gap_party_max), fontface = "bold", size = 5) +annotate("text",x = 0, y = 7.5, label = "Diff",fontface = "bold", size = 7) +theme_void() +coord_cartesian(xlim = c(-.05, 0.05), ylim = c(1, 7.5)) +theme(plot.margin = margin(l = 0, r = 0, b = 0, t = 0),panel.background = element_rect(fill = "#EFEFE3", color = "#EFEFE3"),legend.position = "none") +scale_color_manual(values = c("#436685", "#BF2F24"))p_gap

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拼接：成品

p_whole <-p_main + p_gap + plot_layout(design =c(area(l = 0, r = 45, t = 0, b = 1), # 主图区域area(l = 46, r = 52, t = 0, b = 1) # 差值图区域))p_whole

在这里插入图片描述
怎么样，看起来还行吧！

简单总结一下：制作基本图形相当容易，但添加细节以提高可读性则需要更多的调整

哑铃图：让数据对比一目了然【Dumbbell Chart】

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