Enumerable.GroupBy()

using System.Linq;

// キーセレクターでグループ化します。
IEnumerable<IGrouping<TKey, T>> groups = source.GroupBy(x => キー);

// キーと値を別々に指定してグループ化します。
IEnumerable<IGrouping<TKey, TVal>> groups2 = source.GroupBy(x => キー, x => 値);

// 辞書のようにキーで直接アクセスできる Lookup を作成します。
ILookup<TKey, T> lookup = source.ToLookup(x => キー);

Program.cs

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;

var products = new List<(string Name, string Category, int Price)>
{
    ("りんご", "果物", 150),
    ("みかん", "果物", 80),
    ("にんじん", "野菜", 100),
    ("バナナ", "果物", 120),
    ("キャベツ", "野菜", 200),
};

// カテゴリーでグループ化します。
var groups = products.GroupBy(p => p.Category);
foreach (var group in groups)
{
    Console.WriteLine($"【{group.Key}】");
    foreach (var item in group)
        Console.WriteLine($"  {item.Name}: {item.Price}円");
}

// グループ内の要素数と合計を集計します。
var summary = products.GroupBy(p => p.Category)
                       .Select(g => new
                       {
                           Category = g.Key,
                           Count = g.Count(),
                           Total = g.Sum(x => x.Price),
                       });
foreach (var s in summary)
    Console.WriteLine($"{s.Category}: {s.Count}件, 合計 {s.Total}円");

// ToLookup でキーを指定して素早くアクセスします（即時評価）。
ILookup<string, string> lookup = products.ToLookup(p => p.Category, p => p.Name);
foreach (var name in lookup["果物"])
    Console.WriteLine(name);

コンパイルして実行すると次のようになります。

dotnet run
【果物】
  りんご: 150円
  みかん: 80円
  バナナ: 120円
【野菜】
  にんじん: 100円
  キャベツ: 200円
果物: 3件, 合計 350円
野菜: 2件, 合計 300円
りんご
みかん
バナナ

よくあるミス: GroupBy() の結果を 2 回列挙すると 2 回クエリが走る

GroupBy() は遅延評価のため、列挙するたびに元シーケンスを再走査します。同じグループ結果を複数回参照する場合は、ToList() で実体化してから使ってください。即時評価が必要な場合は ToLookup() も有効です。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;

var numbers = new List<int> { 1, 2, 3, 4, 5, 6 };

// NG: groups を 2 回列挙すると、元シーケンスを 2 回走査する
var groups = numbers.GroupBy(n => n % 2 == 0 ? "偶数" : "奇数");
Console.WriteLine(groups.Count()); // 走査 1 回目
foreach (var g in groups) // 走査 2 回目
    Console.WriteLine($"{g.Key}: {g.Count()}件");

修正後は次の通りです。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;

var numbers = new List<int> { 1, 2, 3, 4, 5, 6 };

// OK: ToList() で実体化してから複数回参照する
var groups = numbers.GroupBy(n => n % 2 == 0 ? "偶数" : "奇数").ToList();
Console.WriteLine(groups.Count);
foreach (var g in groups)
    Console.WriteLine($"{g.Key}: {g.Count()}件");

修正後は次の通りです。

dotnet run
2
奇数: 3件
偶数: 3件
2
奇数: 3件
偶数: 3件

『GroupBy()』は遅延評価で動作し、グループを表す『IGrouping<TKey, TElement>』の列挙を返します。各グループは『Key』プロパティでグループキーを取得でき、そのまま列挙すると要素を取り出せます。

『ToLookup()』は即時評価のため、作成後はキーを指定して複数回参照するのに向いています。『ToLookup()』は存在しないキーにアクセスしても例外を投げず、空のシーケンスを返します。一方、同様に見える『Dictionary』はキーが存在しない場合に例外を投げます。

グループ化した後に並べ替えを行う場合は『Enumerable.OrderBy()』を参照してください。グループごとの集計には『Enumerable.Count() / Sum() / Average()』が役立ちます。