カウントダウンの数値を別ViewControllerのラベルに表示させたい

Question

CountDown classで実装したカウントダウンタイマーによって0.01秒ごとに変化する数値を、GameViewControllerのLabelに反映させたいです。（カウントダウンを実装させているファイルと、その数値を表示させたいファイルが別ということです）

ソースコードについてはもう少し下の方で記載しております。

1つのView内でカウントダウンを実装させて、それをLabelに反映させることは可能なのですが、そのViewには他にも色々なことを実装させたいため、別Modelでカウントダウンを実装させようと考えました。
ネットの情報を探し回りましたが、解決することが出来なかったため、ここで質問させて頂きました。
swiftを勉強して初めて作るアプリになります。

発生している問題・エラーメッセージ

GameViewController内の

timerLabel.text = timerCountString

の部分で下記エラーが発生してプログラムが止まってしまいます。

Thread 1: Fatal error: Unexpectedly found nil while implicitly unwrapping an Optional value

Fatal error: Unexpectedly found nil while implicitly unwrapping an Optional value

該当のソースコード

import UIKit

class GameViewController: UIViewController {
    
    @IBOutlet weak var timerLabel: UILabel! //ここに数値を反映させたい
    var countDown = CountDown() //カウントダウンを実装しているclass
    var timerCountString: String = ""　//この変数をtimerLabel.textに入れる
    
    
    override func viewWillAppear(_ animated: Bool) {
        super.viewWillAppear(animated)
        
        countDown.startTimer() //別クラスの関数を発動
    }
    
    func updateTimerLabel() { // カウントダウンをこのclassに反映させるための関数
        print(timerCountString) //ここまでは値が渡ってきている
        timerLabel.text = timerCountString //ここでエラーが発生する
    }

import Foundation

class CountDown {
    
    var t = Double()
    var timer = Timer()
    var startTime: TimeInterval? = nil
    var timerCountString: String = ""
    
    func startTimer() {
        startTime = Date.timeIntervalSinceReferenceDate
        timer = Timer.scheduledTimer(
            timeInterval: 0.01,
            target: self,
            selector: #selector(update),
            userInfo: nil,
            repeats: true)
    }
    // 10.00秒から0.01秒ずつカウントダウンさせたい
    @objc func update() {
        if let startTime = startTime {
            t = 10.00 - (Date.timeIntervalSinceReferenceDate - startTime)
        }
        if t <= 0 { // 残り0秒になったらタイマーを止める
            t = 0
            timer.invalidate()
        }
        timerCountString = String(format: "%.2f", t)　//小数点を制限
        let gameVC = GameViewController()
        gameVC.timerCountString = timerCountString // 数値を渡す
        gameVC.updateTimerLabel() // gameVCの関数を発動
    }
}

最初は

let gameVC = GameViewController()
gameVC.timerLabel.text = timerCountString // Labelのtextに直接値を渡す

のように記述していましたが、色々調べたところ、いったんLabelがあるviewに値を渡す方が良さそうだったので、いったん値を渡す内容に書き換えて、それを0.01秒ごとにLabel.textに反映させたいがために、関数を関数で呼ぶような形になりました。がそれは今回の直接的な原因ではありませんでした・・・。

試したこと

その1

CountDownに実装している内容をGameViewControllerに実装すると、きちんとLabel.textに反映します。
しかし、今回は別Modelで実装した内容をGameViewControllerに反映させたいです。

その2

func updateTimerLabel() {
        print(timerCountString)
        timerLabel.text = "test" // ここを変更
    }

のようにtimerLabel.textに代入する内容を簡略化した場合でも、同様のエラーは発生します。
ですので、代入する値自体が問題ではないと考えております。

その3

func updateTimerLabel() {
        print(timerCountString)
    }

だけの記述にすると、
9.99
9.98
9.97
9.96
9.95
のようにアウトプットされて0.00まで問題なく進むため、ここまで値は渡ってきていることは確かだと思うのですが、これを

timerLabel.text = timerCountString

のようにLabelのtextに反映させようとするとエラーが発生するため、このLabel.textと関数を使ったファイル間のデータ移動の何かに問題があるのだと思うのですが、未だに原因を掴めておりません。

お手数をおかけしますが、この問題を解決するためのアドバイスを頂ければ幸いです。
よろしくお願い致します。

補足情報（FW/ツールのバージョンなど）

Version 11.3.1 (11C504)

Answer 1

エラーが出る直接の原因ですが、アプリが立ち上がったときのGameViewControllerクラスのインスタンスと、CountDownクラスの内部で宣言しているgameVC（GameViewControllerクラスのインスタンス）の実体が全く別のものだからです。

クラス名は全く同じですが、メモリ上の実体（インスタンス）は全く別です。

なので、CountDownクラスの内部で新たに宣言されたgameVC:GameViewControllerクラスのプロパティtimerLabel: UILabel!は、その実体がないまま（値がnilのまま）timerLabel.text = timerCountStringと値が代入されているため、実行時エラーが出てしまいます。

絵を描いてみたので末尾に載せておきます。
是非ご自身で一度図示してみることをお勧めします。

このような処理は、delegate という実装方法をやるんだと思います。
たとえば、ここのページあたりは説明がわかりやすいです。

このページでは、「Abcというクラスを定義し、このAbcクラスの中でなにかのイベントが発生したときに、ViewControllerに通知する仕組みを作りたい」と説明してありますが、質問者さんのケースに置き換えれば、「CountDownというクラスを定義し、このCountDownクラスの中でなにかのイベント(=時間の更新)が発生したときに、GameViewControllerに通知する仕組みを作りたい」と置き換えることができます。

やり方としては、このページの通りなのですが、具体的にはこんな感じで書き換えます。
書き換えた場所にはコメントを入れてありますので参考にしてください。

import Foundation

// ** CountDownDelegate プロトコルを定義
protocol CountDownDelegate : class {
    // *** 別のクラスで具体的に行わせたい処理
    func updateTimerLabel(_: String)
}

class CountDown {

    var t = Double()
    var timer = Timer()
    var startTime: TimeInterval? = nil
    var timerCountString: String = ""
    
    // ** delegate先のクラス（この時点では未定なのでオプショナル型で定義）
    // ** 循環参照を防ぐために weak で定義
    weak var delegate: CountDownDelegate?
    
    func startTimer() {
        startTime = Date.timeIntervalSinceReferenceDate
        timer = Timer.scheduledTimer(
            timeInterval: 0.01,
            target: self,
            selector: #selector(update),
            userInfo: nil,
            repeats: true)
    }

    @objc func update() {
        if let startTime = startTime {
            t = 10.00 - (Date.timeIntervalSinceReferenceDate - startTime)
        }
        if t <= 0 {
            t = 0
            timer.invalidate()
        }
        timerCountString = String(format: "%.2f", t)
        
        // *** delegate先のクラスで定義された updateTImerLabel(_) を実行
        // *** 仮に delegate == nil の場合は次の行は実行されない(optional chainingの性質)
        delegate?.updateTimerLabel(timerCountString)
    }
}

import UIKit

// *** CountDownDelegate プロトコルを採用させる
class GameViewController: UIViewController, CountDownDelegate {
    
    @IBOutlet weak var timerLabel: UILabel!
    var countDown = CountDown()
    var timerCountString: String = ""
    
    
    override func viewWillAppear(_ animated: Bool) {
        super.viewWillAppear(animated)
        
        // *** delegate を設定（自分自身のインスタンスにする）
        countDown.delegate = self

        countDown.startTimer()
    }

    // *** 引数を追加
    func updateTimerLabel(_ timerCountString: String) {
        print(timerCountString)
        timerLabel.text = timerCountString
    }
}

---

こんな時間になったのでかなり簡潔に書きましたが、疑問があればコメントしてください。

Comments

[Orihalcon]

tsukubadepotさん
迅速かつ丁寧なご回答を有難うございます！
実際に頂いた内容でコードを書き換えると問題なく動作しました。

初心者の私にとっては文章だけではモヤモヤしていた内容に関して、実際に図まで提供していただいたお陰で、今回のエラーが起きた原因をとても分かりやすく理解することが出来ました。
（まさか実体がない別のviewを作っていたとは思いもしませんでした・・・）

そして今までは何となくで使用していた（教材を見ながら思考停止状態で記述していた）delegateに関しても
「そうか、delegateはこのためにあったのか！」
「delegateが無いと、こういう場合に困るのか」
という新しい発見が出来て、自分の頭の中で何かと何かが繋がったような気がします。

ただまだ自分の中にdelegateの理解を落とし切れていない部分があるので、頂いたリンク先の説明をもう少し理解できるように勉強を重ねてみたいと思います。

深夜まで対応して、さらには追加資料まで作成して頂き、本当に有難うございました！

[TsukubaDepot]

実は私がdelegateについて詳しく考えたのは初めてです。
仕組みや実際のプログラミングでどのように使うのかは理解し始めていたのですが、それを自分のコードにどのように落とすのかについて考える良い機会になりました。こちらこそありがとうございます。

機会があってちょっときちんと整理しようと思い、図を作ってみました。
本当はdelegateの役割まで図示したかったのですが、そちらはまだきちんと図示できるほど整理できていません。
この機会に私も理解を深めたいと思います。