Aunque estoy bastante seguro de que las claves están desordenadas cuando se devuelven desde el método ToLookup de linq, ¿Se conserva el orden de los valores ? No puedo encontrar ninguna documentación que diga de una forma u otra.Conservar el orden de los valores con linq y ToLookup()
La implementación actual de ToLookup() conserva el orden de los valores (verifique la implementación de Lookup<TKey,TElement>.Grouping<TKey,TElement>.Add()), pero no creo que se mantenga así. Para garantizar el pedido, probablemente la mejor opción sea incluir el índice original del elemento, quizás usando Select 's with-index overload, y luego ordenar de nuevo.
Creo que lo son, mira here. ILookup se deriva de IEnumerable<IGrouping<TKey, TElement>>. Creo que los valores están garantizados para mantenerse en orden.