Cythonのプログラムが正常に動かない

Question

Pythonの高速化を実現すべくCythonの使用環境を整えようとしていますが、エラーメッセージが出てきてどうにもこうにも先に進めません。どなたかアドバイスをお願いできますか。

試しにmain.pyとhelloworld.pyxのサンプルプログラムを作成し、「python main.py」と入力したところ以下のようなエラーメッセージが表示されてしまいました（文字数制限の都合上、途中省略しています）。

C:\Users\user1\Documents\マイドキュメント\Python\CythonTest>python main.py
helloworld.c
   ライブラリ C:\Users\user1\.pyxbld\temp.win-amd64-3.6\Release\Users\user1\.pyxbld\temp.win-amd64-3.6\Release\pyrex\helloworld.cp36-win_amd64.lib とオブジェクト C:\Users\user1\.pyxbld\temp.win-amd64-3.6\Release\Users\user1\.pyxbld\temp.win-amd64-3.6\Release\pyrex\helloworld.cp36-win_amd64.exp を作成中
helloworld.obj : error LNK2001: 外部シンボル "__imp__PyObject_SetAttr" は未解決です。
helloworld.obj : error LNK2001: 外部シンボル "__imp__PyUnicode_InternFromString" は未解決です。
helloworld.obj : error LNK2001: 外部シンボル "__imp__PyOS_snprintf" は未解決です。
helloworld.obj : error LNK2001: 外部シンボル "__imp__PyThreadState_Get" は未解決で す。
helloworld.obj : error LNK2001: 外部シンボル "__imp__PyErr_WarnEx" は未解決です。
helloworld.obj : error LNK2001: 外部シンボル "__imp__PyFrame_New" は未解決です。
helloworld.obj : error LNK2001: 外部シンボル "__imp__PyErr_Occurred" は未解決です。
・・・・・
（中略）
・・・・・
helloworld.obj : error LNK2001: 外部シンボル "__imp__PyObject_Call" は未解決です。
helloworld.obj : error LNK2001: 外部シンボル "__imp__PyUnicode_FromStringAndSize"  は未解決です。
helloworld.obj : error LNK2001: 外部シンボル "__imp___PyObject_GetDictPtr" は未解決です。
C:\Users\user1\.pyxbld\lib.win-amd64-3.6\helloworld.cp36-win_amd64.pyd : fatal error LNK1120: 44 件の未解決の外部参照
Traceback (most recent call last):
  File "C:\Users\user1\AppData\Local\Programs\Python\Python36\lib\distutils\_msvccompiler.py", line 478, in link
    self.spawn([self.linker] + ld_args)
  File "C:\Users\user1\AppData\Local\Programs\Python\Python36\lib\distutils\_msvccompiler.py", line 501, in spawn
    return super().spawn(cmd)
  File "C:\Users\user1\AppData\Local\Programs\Python\Python36\lib\distutils\ccompiler.py", line 909, in spawn
    spawn(cmd, dry_run=self.dry_run)
  File "C:\Users\user1\AppData\Local\Programs\Python\Python36\lib\distutils\spawn.py", line 38, in spawn
    _spawn_nt(cmd, search_path, dry_run=dry_run)
  File "C:\Users\user1\AppData\Local\Programs\Python\Python36\lib\distutils\spawn.py", line 81, in _spawn_nt
    "command %r failed with exit status %d" % (cmd, rc))
distutils.errors.DistutilsExecError: command 'C:\\Program Files (x86)\\Microsoft Visual Studio\\2017\\Community\\VC\\Tools\\MSVC\\14.11.25503\\bin\\HostX86\\x86\\link.exe' failed with exit status 1120

During handling of the above exception, another exception occurred:

Traceback (most recent call last):
  File "C:\Users\user1\AppData\Local\Programs\Python\Python36\lib\site-packages\pyximport\pyximport.py", line 215, in load_module
    inplace=build_inplace, language_level=language_level)
  File "C:\Users\user1\AppData\Local\Programs\Python\Python36\lib\site-packages\pyximport\pyximport.py", line 191, in build_module
    reload_support=pyxargs.reload_support)
  File "C:\Users\user1\AppData\Local\Programs\Python\Python36\lib\site-packages\pyximport\pyxbuild.py", line 102, in pyx_to_dll
    dist.run_commands()
  File "C:\Users\user1\AppData\Local\Programs\Python\Python36\lib\distutils\dist.py", line 955, in run_commands
    self.run_command(cmd)
  File "C:\Users\user1\AppData\Local\Programs\Python\Python36\lib\distutils\dist.py", line 974, in run_command
    cmd_obj.run()
  File "C:\Users\user1\AppData\Local\Programs\Python\Python36\lib\site-packages\Cython\Distutils\old_build_ext.py", line 185, in run
    _build_ext.build_ext.run(self)
  File "C:\Users\user1\AppData\Local\Programs\Python\Python36\lib\distutils\command\build_ext.py", line 339, in run
    self.build_extensions()
  File "C:\Users\user1\AppData\Local\Programs\Python\Python36\lib\site-packages\Cython\Distutils\old_build_ext.py", line 193, in build_extensions
    self.build_extension(ext)
  File "C:\Users\user1\AppData\Local\Programs\Python\Python36\lib\distutils\command\build_ext.py", line 558, in build_extension
    target_lang=language)
  File "C:\Users\user1\AppData\Local\Programs\Python\Python36\lib\distutils\ccompiler.py", line 717, in link_shared_object
    extra_preargs, extra_postargs, build_temp, target_lang)
  File "C:\Users\user1\AppData\Local\Programs\Python\Python36\lib\distutils\_msvccompiler.py", line 481, in link
    raise LinkError(msg)
distutils.errors.LinkError: command 'C:\\Program Files (x86)\\Microsoft Visual Studio\\2017\\Community\\VC\\Tools\\MSVC\\14.11.25503\\bin\\HostX86\\x86\\link.exe' failed with exit status 1120

During handling of the above exception, another exception occurred:

Traceback (most recent call last):
  File "main.py", line 5, in <module>
    from helloworld import helloworld
  File "C:\Users\user1\AppData\Local\Programs\Python\Python36\lib\site-packages\pyximport\pyximport.py", line 458, in load_module
    language_level=self.language_level)
  File "C:\Users\user1\AppData\Local\Programs\Python\Python36\lib\site-packages\pyximport\pyximport.py", line 231, in load_module
    raise exc.with_traceback(tb)
  File "C:\Users\user1\AppData\Local\Programs\Python\Python36\lib\site-packages\pyximport\pyximport.py", line 215, in load_module
    inplace=build_inplace, language_level=language_level)
  File "C:\Users\user1\AppData\Local\Programs\Python\Python36\lib\site-packages\pyximport\pyximport.py", line 191, in build_module
    reload_support=pyxargs.reload_support)
  File "C:\Users\user1\AppData\Local\Programs\Python\Python36\lib\site-packages\pyximport\pyxbuild.py", line 102, in pyx_to_dll
    dist.run_commands()
  File "C:\Users\user1\AppData\Local\Programs\Python\Python36\lib\distutils\dist.py", line 955, in run_commands
    self.run_command(cmd)
  File "C:\Users\user1\AppData\Local\Programs\Python\Python36\lib\distutils\dist.py", line 974, in run_command
    cmd_obj.run()
  File "C:\Users\user1\AppData\Local\Programs\Python\Python36\lib\site-packages\Cython\Distutils\old_build_ext.py", line 185, in run
    _build_ext.build_ext.run(self)
  File "C:\Users\user1\AppData\Local\Programs\Python\Python36\lib\distutils\command\build_ext.py", line 339, in run
    self.build_extensions()
  File "C:\Users\user1\AppData\Local\Programs\Python\Python36\lib\site-packages\Cython\Distutils\old_build_ext.py", line 193, in build_extensions
    self.build_extension(ext)
  File "C:\Users\user1\AppData\Local\Programs\Python\Python36\lib\distutils\command\build_ext.py", line 558, in build_extension
    target_lang=language)
  File "C:\Users\user1\AppData\Local\Programs\Python\Python36\lib\distutils\ccompiler.py", line 717, in link_shared_object
    extra_preargs, extra_postargs, build_temp, target_lang)
  File "C:\Users\user1\AppData\Local\Programs\Python\Python36\lib\distutils\_msvccompiler.py", line 481, in link
    raise LinkError(msg)
ImportError: Building module helloworld failed: ["distutils.errors.LinkError: command 'C:\\\\Program Files (x86)\\\\Microsoft Visual Studio\\\\2017\\\\Community\\\\VC\\\\Tools\\\\MSVC\\\\14.11.25503\\\\bin\\\\HostX86\\\\x86\\\\link.exe' failed with exit status 1120\n"]

setup.pyを利用する方法も試しましたが、同様にLNK2001のエラーメッセージが量産されて、うまく行きませんでした。

また、「python helloworld.pyx」と入力した場合には、

C:\Users\user1\Documents\マイドキュメント\Python\CythonTest>python helloworld.pyx
Hello World

のようにきちんと表示されますが、「python helloworld2.pyx」と入力すると

C:\Users\rando\Documents\マイドキュメント\Python\CythonTest>python helloworld2.pyx
  File "helloworld2.pyx", line 3
    cdef int i
           ^
SyntaxError: invalid syntax

といったエラーメッセージが表示されることがわかっています。ちなみに、「cython helloworld2.pyx」と入力した場合はエラーが出ませんでした（この場合「Hello World」は表示されません）。

どのようにすれば、Cythonを正常に動かすことができますでしょうか。

現在の環境は以下の通りです。
OS：Win10 64bit
Python: 3.6.2
Cython: 0.26.1
VS2017: 15.3.4

なお、ソースコードを書くときはAtomを使用しており、VS2017はC言語のコンパイラをインストールするためにPCに入れました。

###main.py

import pyximport; pyximport.install()

import helloworld

###helloworld.pyx

print("Hello World")

###setup.py

from distutils.core import setup
from distutils.extension import Extension
from Cython.Distutils import build_ext

setup(
    cmdclass = {'build_ext': build_ext},
    ext_modules = [Extension("helloworld", ["helloworld.pyx"])]
)

###helloworld2.pyx

print("Hello World")

cdef int i
cdef double sum=0.0

for i in range(5000):
    sum += i

print(sum)

Answer 1

いろいろと試すうちに問題が解決しました。

どうやら実行手順が間違っていたようで、

python setup.py build_ext --inplace

でhelloworld.pyxをコンパイルしてから、

Python main.py

と入力することで無事にCythonプログラムを実行することに成功しました。