R 绘图 – 中文支持（深入浅出）

R 绘图 – 中文支持：让图表真正“说人话”

在数据可视化领域，R 语言凭借其强大的绘图能力，长期占据着科研与数据分析的重要位置。然而，许多初学者在使用 R 绘图时，常常遇到一个令人头疼的问题：中文标签显示为方框或乱码。这就像你精心准备了一场演讲，却发现观众听不懂你说的“话”——明明内容很精彩，但表达方式出了问题。

这个问题的本质，是 R 的默认字体系统不支持中文。虽然 R 本身可以处理中文字符，但绘图时使用的字体可能没有包含中文字符集，导致系统无法正确渲染。解决这一问题，就是我们今天要深入探讨的 R 绘图 – 中文支持 课题。

别担心，这不是什么高深莫测的技术难题。只要掌握几个关键步骤，你就能轻松让图表中的标题、坐标轴标签、图例全部显示为清晰的中文。接下来，我会从基础原理讲起，一步步带你打通任督二脉。

为什么 R 绘图会显示乱码？

在深入解决方案之前，先理解“乱码”是怎么产生的。想象一下：R 绘图系统就像一个翻译官，它负责把你的代码变成图像。这个翻译官自带一套“字典”——也就是字体文件。如果这个字典里没有“中文”这一章节，那它就只能把中文字符当作“未知符号”来处理，最终显示成方框或问号。

具体来说，R 的默认图形设备（如 png()、pdf()、svg()）使用的字体通常为 sans、serif 等英文字体，它们不包含中文字形。因此，当你在 title()、xlab() 或 ylab() 中输入中文时，R 无法找到对应的字形，就只能“原样输出”或“用方框代替”。

要解决这个问题，核心思路是：为 R 绘图指定一个支持中文的字体。

查看系统中可用的字体

在配置中文支持之前，我们需要先了解当前系统有哪些字体可用。R 提供了一个简单的函数来列出所有可用字体：

windowsFonts()  # Windows 系统
macOSFonts()    # macOS 系统

注释：windowsFonts() 是 R 在 Windows 系统下用于查看字体的函数。它返回一个包含字体名称和路径的列表。我们可以通过这个列表找到支持中文的字体，比如 “SimHei”（黑体）、“Microsoft YaHei”（微软雅黑）等。

提示：如果你在 Linux 上运行 R，可以使用 fc-list : family 命令查看系统字体。在 R 中执行时，需要用 system() 函数配合 intern = TRUE 将输出捕获为字符向量。

为 R 图形设备指定中文字体

一旦确认系统中存在支持中文的字体，就可以在绘图前设置字体。R 提供了多种方式，最常用的是通过 par() 函数设置全局字体，或在绘图函数中直接指定。

方法一：使用 par() 设置全局字体

par(family = "SimHei")

barplot(c(10, 20, 30), 
        names.arg = c("苹果", "香蕉", "橙子"),  # 中文标签
        main = "水果销量对比",                 # 图表标题
        xlab = "水果种类",                      # X轴标签
        ylab = "销量（单位：千克）")            # Y轴标签

注释：par(family = "SimHei") 将全局字体设置为“黑体”。此后所有绘图函数都会使用该字体，直到你再次修改 par()。这种方式适合你希望所有图表都使用同一字体的场景。

方法二：在绘图函数中直接指定字体

如果你只想为某个特定图表设置字体，可以使用 font 参数（注意：font 是字体族，不是字体名）或 family 参数。

plot(1:10, main = "折线图示例", 
     xlab = "时间", ylab = "数值", 
     family = "SimHei", 
     font.main = 3, font.lab = 2)

注释：family = "SimHei" 明确指定使用黑体。font.main = 3 表示标题使用粗体，font.lab = 2 表示坐标轴标签使用斜体。注意：font 参数是 R 内部的字体编号，family 才是字体名称。

使用 ggplot2 实现中文支持

如果你使用的是 ggplot2 这个现代绘图包，设置中文支持的方式略有不同。ggplot2 本身不直接处理字体，而是依赖 theme() 函数来设置字体。

library(ggplot2)

data <- data.frame(
  月份 = c("1月", "2月", "3月", "4月"),
  销量 = c(120, 150, 180, 200)
)

ggplot(data, aes(x = 月份, y = 销量)) +
  geom_col(fill = "steelblue") +
  labs(title = "每月销量趋势",
       x = "月份",
       y = "销量（单位：件）") +
  theme_minimal() +
  theme(
    # 设置标题字体为黑体
    plot.title = element_text(family = "SimHei", size = 16, face = "bold"),
    # 设置坐标轴标签字体
    axis.title = element_text(family = "SimHei", size = 12),
    # 设置坐标轴刻度标签字体
    axis.text = element_text(family = "SimHei", size = 10)
  )

注释：theme() 中的 element_text() 用于控制文本元素的外观。family = "SimHei" 是关键，它告诉 ggplot2 使用黑体渲染中文。size 控制字体大小，face 控制字体样式（如 bold、italic）。

常见问题与解决方案

在实际操作中，可能会遇到以下几种情况：

使用 extrafont 包实现跨平台字体支持

对于更复杂的项目，推荐使用 extrafont 包来统一管理字体。

install.packages("extrafont")
library(extrafont)

font_import()  # 会扫描系统字体并生成字体映射表

font_table()

pdf("chart_with_chinese.pdf", width = 8, height = 6)
par(family = "Microsoft YaHei")  # 使用微软雅黑
plot(1:5, main = "使用 extrafont 的中文图表", 
     xlab = "序号", ylab = "数值")
dev.off()

注释：font_import() 会自动扫描系统字体并生成字体映射表。之后你就可以在 par(family = "字体名") 中使用任意导入的字体，即使该字体未在 R 中预置。

实际应用案例：制作一份中文报告图表

假设你是一名市场分析师，需要向团队汇报某产品在一季度的销售数据。以下是完整代码：

sales_data <- data.frame(
  月份 = c("1月", "2月", "3月"),
  销量 = c(1500, 1800, 2200),
  金额 = c(30000, 36000, 44000)
)

par(family = "SimHei")

plot(sales_data$销量, type = "b", col = "blue", 
     main = "一季度销售趋势", 
     xlab = "月份", ylab = "销量（单位：件）",
     ylim = c(0, 2500))

lines(sales_data$金额, type = "b", col = "red", pch = 17)
legend("topleft", legend = c("销量", "金额"), 
       col = c("blue", "red"), lty = 1, pch = c(1, 17), 
       bty = "n")

注释：这段代码清晰地展示了如何在实际工作中应用中文支持。通过 par(family = "SimHei")，确保图表中所有中文内容都能正常显示，提升报告的专业度与可读性。

总结与建议

R 绘图 – 中文支持 并非遥不可及的难题。只要掌握以下三点，你就能轻松应对：

1. 确认系统字体：使用 windowsFonts() 或 fc-list 检查可用字体；
2. 指定字体族：在 par() 或 theme() 中设置 family = "SimHei" 等中文字体；
3. 优先使用 extrafont：对于跨平台项目，推荐使用 extrafont 包统一管理字体。

记住，良好的数据可视化不仅是“好看”，更是“说人话”。当你能让图表中的每一个标签都清晰地表达中文含义时，你的数据故事才真正有了温度。

下次当你再看到图表中出现方框时，不妨停下来想一想：是不是该给它“换一张脸”？