如何泛型转换IEnumerable<T>至Array、List等集合而不调用ToArray/ToList？

你的核心问题是Where()返回的是LINQ内部的迭代器类型（WhereEnumerableIterator），并非你传入的原集合类型（比如string[]或List<string>），直接强制转换自然会抛出类型转换异常。要实现不手动调用ToArray()/ToList()却返回原类型集合，有以下几种可行方案：

方案一：区分类型动态创建并填充 #

这个方案兼顾数组和常见集合类型（如List<T>），通过类型判断来处理不同情况：

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

public class HelloWorld
{
    public static void Main(string[] args)
    {
        string[] fruits = {"apple","mango","cherry"};
        GenericTest(fruits, out var fruits_onlyApples);
        Console.WriteLine(string.Join(", ", fruits_onlyApples)); // 输出: apple

        List<string> fruitList = new List<string> {"apple", "mango", "cherry"};
        GenericTest(fruitList, out var list_onlyApples);
        Console.WriteLine(string.Join(", ", list_onlyApples)); // 输出: apple
    }
    
    private static void GenericTest<T>(T collection, out T alteredCollection) where T:class,IEnumerable<string>
    {
        var filtered = collection.Where(x => x == "apple");
        var collectionType = typeof(T);

        // 处理数组类型
        if (collectionType.IsArray)
        {
            // 直接将过滤后的序列转为对应类型的数组，通过object中转实现类型转换
            alteredCollection = (T)(object)filtered.ToArray();
            return;
        }

        // 处理实现ICollection<string>且具有无参构造的类型（如List<string>）
        if (typeof(ICollection<string>).IsAssignableFrom(collectionType) && 
            collectionType.GetConstructor(Type.EmptyTypes) != null)
        {
            alteredCollection = Activator.CreateInstance<T>();
            var mutableCollection = alteredCollection as ICollection<string>;
            foreach (var item in filtered)
            {
                mutableCollection.Add(item);
            }
            return;
        }

        // 不支持的类型抛出异常
        throw new NotSupportedException($"不支持将过滤结果转换为类型 {collectionType.Name}");
    }
}

说明： #

• 数组类型直接利用ToArray()生成对应类型的数组，通过(object)中转绕开泛型类型检查（因为filtered.ToArray()返回的类型与T完全匹配）。
• 对于List<string>这类实现了ICollection<string>且有默认构造的类型，先创建空实例，再遍历过滤后的元素完成填充。

方案二：利用构造函数泛型约束（仅适用于支持的集合类型） #

如果你的场景只需要处理带有IEnumerable<T>参数构造函数的集合类型（如List<T>、HashSet<T>），可以通过泛型约束简化代码，但此方案不支持数组：

private static void GenericTest<T>(T collection, out T alteredCollection) 
    where T : class, IEnumerable<string>, IEnumerable, new()
{
    var filtered = collection.Where(x => x == "apple");
    // 利用T的IEnumerable构造函数创建实例
    alteredCollection = (T)Activator.CreateInstance(typeof(T), new object[] { filtered });
}

说明： #

• 约束中的非泛型IEnumerable是为了兼容多数集合的构造函数参数（很多集合的构造函数接受非泛型IEnumerable）。
• 数组没有接受IEnumerable的构造函数，因此无法通过此方案处理数组类型。

关键原理补充 #

LINQ的Where()方法不会改变原集合，也不会自动生成与原集合同类型的新集合——它返回的是一个延迟执行的迭代器，只有在枚举时才会执行过滤逻辑。因此必须显式地将迭代器转换为目标集合类型，上述方案本质上是通过自动化逻辑替代了你手动调用ToArray()/ToList()的操作，同时保留了泛型的灵活性。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Spring E. Thing