为了直接回答你的问题，你可以使用SelectMany和Distinct来得到你想要的，尽管正如我的评论所说，它可能不会比你已经做的更快：

Entity[] entities = [
    new("Ent 1", ["1", "2", "3"]),
    new("Ent 2", ["2", "4", "5"]),
    new("Ent 3", ["1", "3", "5"]),
    new("Ent 4", ["2", "3", ]),
    new("Ent 5", ["1", "4", "5"]),
];
var categories1 = entities
    .SelectMany(q => q.Categories)
    .Distinct()
    .Select(q => new Category(
        q,
        entities
            .Where(w => w.Categories.Contains(q))
            .Select(q => q.Name)
        .ToList()));
foreach (var cat in categories1)
{
    Console.WriteLine($"{cat.Name}: {string.Join(", ", cat.Entities)}");
}
public record Entity(string Name, List<string> Categories);
public record Category(string Name, List<string> Entities);

字符串

或许：

listentities
    .SelectMany(e => e.Categories.Select(c => new {
        Entity = e,
        Category = c
     })
    .GroupBy(ec => ec.Category)
    .Select(g => new {
        Category = g.Key,
        Entities = g.Select(ec => ec.Entity).ToList()
    })
    .ToList();

字符串
这将实体数据扩展为{实体，类别}对，按类别分组，然后构建结果。
如果需要的话，最终的结果可以调整为只包含名称而不是对象引用。此外，如果你想的话，实体名称可以使用.Aggregate()或String.Join()连接到一个字符串中。

• 不确定.GroupBy(ec => ec.Category)。如果Category不是IEquatable，则可能需要.GroupBy(ec => ec.Category.Name)，在这种情况下，后面的Category = g.Key需要更改为Category = g.First().Category。*

我将Entity类定义为

public class Entity(string name, List<string> categories)
{
    public string Name { get; } = name;
    public List<string> Categories { get; } = categories;
}

字符串
如果类别是自定义类型，则可能需要将其等同。
我将测试SomeMethod方法定义为

static List<Entity> SomeMethod()
{
    return new List<Entity>{
        new Entity("Ent 1", new List<string> { "1", "2", "3", }),
        new Entity("Ent 2", new List<string> { "2", "4", "5", }),
        new Entity("Ent 3", new List<string> { "1", "3", "5", }),
        new Entity("Ent 4", new List<string> { "2", "3", }),
        new Entity("Ent 5", new List<string> { "1", "4", "5", }),
    };
}

型

双循环-无Linq

首先，一种不使用Linq的方法。

var listEntities = SomeMethod();
var dict = new Dictionary<string, IList<Entity>>();
foreach (var entity in listEntities)
{
    foreach (var category in entity.Categories)
    {
        if (!dict.TryGetValue(category, out var value))
        {
            value = new List<Entity>();
            dict.Add(category, value);
        }
        value.Add(entity);
    }
}
foreach (var key in dict.Keys)
{
    Console.WriteLine($"{key}: {string.Join(", ", dict[key].Select(e => e.Name))}");
}

型
基本上，循环遍历Entity对象的列表，并循环遍历Entity对象中的类别以填充Dictionary。

Linq

这一次，使用Linq。

var listEntities = SomeMethod();
var groupByCategory =
    listEntities.SelectMany(e => e.Categories.Select(c => new { Category = c, Entity = e, }))
        .GroupBy(ce => ce.Category, (cat, ents) => new { Category = cat, Entities = ents });
foreach (var group in groupByCategory)
{
    Console.WriteLine($"{group.Category}: {string.Join(", ", group.Entities.Select(e => e.Entity.Name))}");
}

型
GroupBy的返回值大致相当于字典，可以通过提供resultSelector来“清理”一下。
这两种方法都产生以下输出：

1: Ent 1, Ent 3, Ent 5
2: Ent 1, Ent 2, Ent 4
3: Ent 1, Ent 3, Ent 4
4: Ent 2, Ent 5
5: Ent 2, Ent 3, Ent 5

型