C#中两种生成逆字典的实现代码是否输出相同结果？

现有一个姓名映射至电话号码的字典（存在重复号码的情况），需要生成将号码映射至姓名列表的逆字典。分别实现了以下两个版本的ToInverseDictionary方法，询问这两段代码是否会产生相同的结果：

版本1：foreach循环实现 #

private static IDictionary<T, IList<U>> ToInverseDictionary<T, U>(IDictionary<U, T> dictionary)
{
    var inverseDictionary = new Dictionary<T, IList<U>>();

    foreach (var objU in dictionary.Keys)
    {
        var objT = dictionary[objU];

        if (inverseDictionary.TryGetValue(objT, out var objsUExisting))
        {
            objsUExisting.Add(objU);
        }
        else
        {
            var objsU = new List<U>();
            objsU.Add(objU);
            inverseDictionary[objT] = objsU;
        }
    }

    return inverseDictionary;
}

版本2：LINQ实现 #

private static IDictionary<T, IList<U>> ToInverseDictionary<T, U>(IDictionary<U, T> dictionary)
{
    return dictionary.GroupBy(kvp => kvp.Value).ToDictionary(grouping => grouping.Key, grouping => grouping.Select(g => g.Key).ToList());
}

结论 #

是的，这两段代码会产生完全相同的结果，逻辑完全等价。拆解LINQ版本的执行逻辑就能明白：

1. GroupBy(kvp => kvp.Value)：把原字典的所有键值对（姓名-号码）按照Value（即电话号码）分组，每个分组的Key是电话号码，分组内包含所有原字典中映射到该号码的键值对。
2. ToDictionary(...)：将分组转换为目标逆字典：
   • 字典的Key直接取用分组的Key（电话号码）；
   • 字典的Value是从分组的每个键值对里提取Key（姓名），再转成List<U>——这和foreach循环里逐个把姓名添加到对应号码列表的逻辑完全一致。

额外细节：

• 两者生成的姓名列表顺序一致：.NET中Dictionary.Keys的遍历顺序，加上GroupBy保持原序列顺序的特性，会让姓名列表里的元素顺序和原字典中键的顺序完全相同；
• 对重复号码的处理逻辑毫无差别：所有映射到同一号码的姓名都会被收集到同一个列表里。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Pavel Foltyn