ToLookup в LINQ

Метод ToLookup за один проход собирает группы в память. По ключу сразу доступна последовательность элементов, тип результата - ILookup. Пройти по группам можно несколько раз, источник заново не читается.

Слова "ab" и "cd" попадают в группу длины 2. В ней два элемента:

string[] words = ["a", "ab", "cd"];
var lk = words.ToLookup(w => w.Length);

Console.WriteLine(lk[2].Count());

Обращение к ключу без элементов возвращает пустую группу, а не null. Для пустого массива ToLookup даст lookup без ключей:

string[] empty = [];
var lk = empty.ToLookup(w => w.Length);

Console.WriteLine(lk.Count);
Console.WriteLine(lk[99].Count());

Разложите названия городов по первой букве и выведите, сколько получилось групп.

Обратитесь к букве, которой среди городов нет, и выведите, сколько элементов нашлось.