Modelica® Language Specification version 3.7-dev

Appendix A Modelica Concrete Syntax

A.1 Lexical conventions

The following syntactic metasymbols are used (extended BNF):

Syntax Description
[ … ] Optional
{ … } Repeat zero or more times
… | … Alternatives
"𝑡𝑒𝑥𝑡" The 𝑡𝑒𝑥𝑡 is treated as a single token (no white-space between any characters)

The following lexical units are defined:

⬇
IDENT = NON-DIGIT { DIGIT | NON-DIGIT } | Q-IDENT
Q-IDENT = "'" { Q-CHAR | S-ESCAPE } "'"
NON-DIGIT = "_" | letters "a" … "z" | letters "A" … "Z"
DIGIT = "0" | "1" | "2" | "3" | "4" | "5" | "6" | "7" | "8" | "9"
Q-CHAR = NON-DIGIT | DIGIT | "!" | "#" | "$" | "%" | "&" | "(" | ")"
   | "*" | "+" | "," | "-" | "." | "/" | ":" | ";" | "<" | ">" | "="
   | "?" | "@" | "[" | "]" | "^" | "{" | "}" | "|" | "~" | " " | """
S-ESCAPE = "\'" | "\"" | "\?" | "\\"
   | "\a" | "\b" | "\f" | "\n" | "\r" | "\t" | "\v"
STRING = """ { S-CHAR | S-ESCAPE } """
S-CHAR = see below
UNSIGNED-INTEGER = DIGIT { DIGIT }
UNSIGNED-REAL =
   UNSIGNED-INTEGER  "." [ UNSIGNED-INTEGER ]
   | UNSIGNED_INTEGER [ "." [ UNSIGNED_INTEGER ] ]
     ( "e" | "E" ) [ "+" | "-" ] UNSIGNED-INTEGER
   | "."  UNSIGNED-INTEGER [ ( "e" | "E" ) [ "+" | "-" ] UNSIGNED-INTEGER ]

S-CHAR is any member of the Unicode character set (https://unicode.org; see section 13.4 for storing as UTF-8 on files) except double-quote ‘”’, and backslash ‘\’.

For identifiers the redundant escapes (‘\?’ and ‘\""’) are the same as the corresponding non-escaped variants (‘?’ and ’""’). The single quotes are part of an identifier. For example, the identifiers 'x' and x are different.

Note:

  • •

    White-space and comments can be used between separate lexical units and/or symbols, and also separates them. Each lexical unit will consume the maximum number of characters from the input stream. White-space and comments cannot be used inside other lexical units, except for STRING and Q-IDENT where they are treated as part of the STRING or Q-IDENT lexical unit.

  • •

    Concatenation of string literals requires a binary expression. For example, "a" + "b" evaluates to "ab". There is no support for the C/C++ style of concatenating adjacent string literal tokens (for example, "a" "b" becoming "ab").

  • •

    Modelica uses the same comment syntax as C++ and Java (i.e., // signals the start of a line comment and /* … */ is a multi-line comment); comments may contain any Unicode character. Modelica also has structured comments in the form of annotations and string comments.

  • •

    In the grammar, keywords of the Modelica language are highlighted with color, for example, equation.

  • •

    Productions use hyphen as separator both in the grammar and in the text. (Previously the grammar used underscore.)

If a description-string starts with the tag <html> or <HTML>, the entire string is HTML encoded (assumed to end with </html> or </HTML>, but to be rendered as HTML even if the end-tag is missing). Otherwise, the entire string is rendered as is. HTML encoded content may contain links in the same way as class documentation, see section 18.5.

A.2 Grammar

A.2.1 Stored Definition – Within

⬇
stored-definition :
   [ within [ name ] ";" ]
   { [ final ] class-definition ";" }

A.2.2 Class Definition

⬇
class-definition :
   [ encapsulated ] class-prefixes class-specifier
class-prefixes :
   [ partial ]
   ( class
     | model
     | [ operator ] record
     | block
     | [ expandable ] connector
     | type
     | package
     | [ pure | impure ] [ operator ] function
     | operator
   )
class-specifier :
   long-class-specifier | short-class-specifier | der-class-specifier
long-class-specifier :
   IDENT description-string composition end IDENT
   | extends IDENT [ class-modification ] description-string composition
     end IDENT
short-class-specifier :
   IDENT "=" base-prefix type-specifier [ array-subscripts ]
   [ class-modification ] description
   | IDENT "=" enumeration "(" ( [ enum-list ] | ":" ) ")" description
der-class-specifier :
   IDENT "=" der "(" type-specifier "," IDENT { "," IDENT } ")" description
base-prefix :
   [ input | output ]
enum-list :
   enumeration-literal { "," enumeration-literal }
enumeration-literal :
   IDENT description
composition :
   element-list
   { public element-list
     | protected element-list
     | equation-section
     | algorithm-section
   }
   [ external [ language-specification ]
     [ external-function-call ] [ annotation-clause ] ";"
   ]
   [ annotation-clause ";" ]
language-specification :
   STRING
external-function-call :
   [ component-reference "=" ]
   IDENT "(" [ expression-list ] ")"
element-list :
   { element ";" }
element :
   import-clause
   | extends-clause
   | [ redeclare ]
     [ final ]
     [ inner ] [ outer ]
     ( class-definition
       | component-clause
       | replaceable ( class-definition | component-clause )
         [ constraining-clause description ]
     )
import-clause :
   import
   ( IDENT "=" name
     | name [ ".*" | "." ( "*" | "{" import-list "}" ) ]
   )
   description
import-list :
   IDENT { "," IDENT }

A.2.3 Extends

⬇
extends-clause :
   extends type-specifier [ class-or-inheritance-modification ] [ annotation-clause ]
constraining-clause :
   constrainedby type-specifier [ class-modification ]
class-or-inheritance-modification :
   "(" [ argument-or-inheritance-modification-list ] ")"
argument-or-inheritance-modification-list :
    ( argument | inheritance-modification ) { "," ( argument | inheritance-modification ) }
inheritance-modification :
    break ( connect-equation | IDENT )

A.2.4 Component Clause

⬇
component-clause :
   type-prefix type-specifier [ array-subscripts ] component-list
type-prefix :
   [ flow | stream ]
   [ discrete | parameter | constant ]
   [ input | output ]
component-list :
   component-declaration { "," component-declaration }
component-declaration :
   declaration [ condition-attribute ] description
condition-attribute :
   if expression
declaration :
   IDENT [ array-subscripts ] [ modification ]

A.2.5 Modification

⬇
modification :
   class-modification [ "=" modification-expression ]
   | "=" modification-expression
modification-expression :
   expression
   | break
class-modification :
   "(" [ argument-list ] ")"
argument-list :
   argument { "," argument }
argument :
   element-modification-or-replaceable
   | element-redeclaration
element-modification-or-replaceable :
   [ each ] [ final ] ( element-modification | element-replaceable )
element-modification :
   name [ modification ] description-string
element-redeclaration :
   redeclare [ each ] [ final ]
   ( short-class-definition | component-clause1 | element-replaceable )
element-replaceable :
   replaceable ( short-class-definition | component-clause1 )
   [ constraining-clause ]
component-clause1 :
   type-prefix type-specifier component-declaration1
component-declaration1 :
   declaration description
short-class-definition :
   class-prefixes short-class-specifier

A.2.6 Equations

⬇
equation-section :
   [ initial ] equation { some-equation ";" }
algorithm-section :
   [ initial ] algorithm { statement ";" }
some-equation :
   ( simple-expression "=" expression
     | if-equation
     | for-equation
     | connect-equation
     | when-equation
     | component-reference function-call-args
   )
   description
statement :
   ( component-reference ( ":=" expression | function-call-args )
     | "(" output-expression-list ")" ":="
       component-reference function-call-args
     | break
     | return
     | if-statement
     | for-statement
     | while-statement
     | when-statement
   )
   description
if-equation :
   if expression then
     { some-equation ";" }
   { elseif expression then
     { some-equation ";" }
   }
   [ else
     { some-equation ";" }
   ]
   end if
if-statement :
   if expression then
     { statement ";" }
   { elseif expression then
     { statement ";" }
   }
   [ else
     { statement ";" }
   ]
   end if
for-equation :
   for for-indices loop
     { some-equation ";" }
   end for
for-statement :
   for for-indices loop
     { statement ";" }
   end for
for-indices :
   for-index { "," for-index }
for-index :
   IDENT [ in expression ]
while-statement :
   while expression loop
     { statement ";" }
   end while
when-equation :
   when expression then
     { some-equation ";" }
   { elsewhen expression then
     { some-equation ";" }
   }
   end when
when-statement :
   when expression then
     { statement ";" }
   { elsewhen expression then
     { statement ";" }
   }
   end when
connect-equation :
   connect "(" component-reference "," component-reference ")"

A.2.7 Expressions

⬇
expression :
   simple-expression
   | if expression then expression
     { elseif expression then expression }
     else expression
simple-expression :
   logical-expression [ ":" logical-expression [ ":" logical-expression ] ]
logical-expression :
   logical-term { or logical-term }
logical-term :
   logical-factor { and logical-factor }
logical-factor :
   [ not ] relation
relation :
   arithmetic-expression [ relational-operator arithmetic-expression ]
relational-operator :
   "<" | "<=" | ">" | ">=" | "==" | "<>"
arithmetic-expression :
   [ add-operator ] term { add-operator term }
add-operator :
   "+" | "-" | ".+" | ".-"
term :
   factor { mul-operator factor }
mul-operator :
   "*" | "/" | ".*" | "./"
factor :
   primary [ ( "^" | ".^" ) primary ]
primary :
   UNSIGNED-NUMBER
   | STRING
   | false
   | true
   | ( component-reference | der | initial | pure ) function-call-args
   | component-reference
   | "(" output-expression-list ")" [ ( array-subscripts | "." IDENT ) ]
   | "[" expression-list { ";" expression-list } "]"
   | "{" array-arguments "}"
   | end
UNSIGNED-NUMBER :
   UNSIGNED-INTEGER | UNSIGNED-REAL
type-specifier :
   ["."] name
name :
   IDENT { "." IDENT }
component-reference :
   [ "." ] IDENT [ array-subscripts ] { "." IDENT [ array-subscripts ] }
result-reference :
   component-reference
   | der "(" component-reference [ "," UNSIGNED-INTEGER ] ")"
function-call-args :
   "(" [ function-arguments ] ")"
function-arguments :
   expression [ "," function-arguments-non-first | for for-indices ]
   | function-partial-application [ "," function-arguments-non-first ]
   | named-arguments
function-arguments-non-first :
   function-argument [ "," function-arguments-non-first ]
   | named-arguments
array-arguments :
   expression [ "," array-arguments-non-first | for for-indices ]
array-arguments-non-first :
   expression [ "," array-arguments-non-first ]
named-arguments: named-argument [ "," named-arguments ]
named-argument: IDENT "=" function-argument
function-argument :
   function-partial-application | expression
function-partial-application :
   function type-specifier "(" [ named-arguments ] ")"
output-expression-list :
   [ expression ] { "," [ expression ] }
expression-list :
   expression { "," expression }
array-subscripts :
   "[" subscript { "," subscript } "]"
subscript :
   ":" | expression
description :
   description-string [ annotation-clause ]
description-string :
   [ STRING { "+" STRING } ]
annotation-clause :
   annotation class-modification