Насколько я знаю, вы не сможете сделать это в одном запросе. Прежде чем думать, как бы вы это сделали с помощью C#, подумайте, как бы вы это сделали в SQL; Возможно, я ошибаюсь, но для меня вы все равно напишете 3 запроса.

Если вы заметили некоторые проблемы с производительностью, и это ваш фактический код:

var prod = (from p in _context.orders select p.products).ToList().Distinct();

Вы можете начать с удаления метода расширения .ToList(), поскольку он извлекает все записи в память и только после этого применяется различие.

Это потому, что ваше выражение запроса (from p in ...) возвращает IQueryable и вызывает .ToList() на нем делает его IEnumerable. заставляет текущий сформированный запрос SQL запускаться и переносить результаты в память.

Разница в этом случае: Отсроченное исполнение

См .: https://www.c-sharpcorner.com/UploadFile/rahul4_saxena/ienumerable-vs-iqueryable/

Является ли использование Linq абсолютно неизменным требованием? Зачем нужно возвращать его одним запросом?

Предложение: используйте SQL. может можно выполнить в одном запросе, но он вам не понравится. Я предполагаю SQL Server (для других СУБД можно сделать иначе).

WITH V AS (
   SELECT DISTINCT
      V.*
   FROM
      Orders O
      CROSS APPLY (
         VALUES (1, O.Products), (2, O.Categories), (3, O.Subcategories)
      ) V (Which, Value)
),
Nums AS (
   SELECT
      Num = Row_Number() OVER (PARTITION BY V.Which ORDER BY V.Value),
      V.Which,
      V.Value
   FROM
      V
)
SELECT
   Products = P.[1],
   Categories = P.[2],
   Subcategories = P.[3]
FROM
   Nums N
   PIVOT (Max(N.Value) FOR N.Which IN ([1], [2], [3])) P
;

Смотрите, как это работает на db <> fiddle

Выход:

Products  Categories  Subcategories
--------  ----------  -------------
prod1     cat1        sub1
prod2     cat2        sub2
prod5     cat3        sub3
prod8     cat7        sub6
null      null        sub8

Если вы связаны и полны решимости использовать Linq, что ж, я не могу вам помочь с синтаксисом в стиле запроса. Я знаю только синтаксис стиля кода C#, но вот здесь укол. К сожалению, я не думаю, что это принесет вам пользу, потому что мне пришлось использовать несколько довольно забавных вещей, чтобы заставить его работать. Он использует по существу тот же метод, что и приведенный выше SQL-запрос, только в Linq нет эквивалента PIVOT и нет реального естественного объекта строки, кроме настраиваемого класса.

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

public class Program {
    public static void Main() {
        var data = new List<Order> {
            new Order("prod1", "cat1", "sub1"),
            new Order("prod1", "cat2", "sub2"),
            new Order("prod2", "cat3", "sub6"),
            new Order("prod1", "cat1", "sub1"),
            new Order("prod5", "cat2", "sub8"),
            new Order("prod2", "cat1", "sub1"),
            new Order("prod1", "cat7", "sub3"),
            new Order("prod8", "cat2", "sub2"),
            new Order("prod2", "cat3", "sub1")
        };
        int max = 0;
        var items = data
            .SelectMany(o => new List<KeyValuePair<int, string>> {
                new KeyValuePair<int, string>(1, o.Products),
                new KeyValuePair<int, string>(2, o.Categories),
                new KeyValuePair<int, string>(3, o.Subcategories)
            })
            .Distinct()
            .GroupBy(d => d.Key)
            .Select(g => {
                var l = g.Select(d => d.Value).ToList();
                max = Math.Max(max, l.Count);
                return l;
            })
            .ToList();
        Enumerable
            .Range(0, max)
            .Select(i => new {
                p = items[0].ItemAtOrDefault(i, null),
                c = items[1].ItemAtOrDefault(i, null),
                s = items[2].ItemAtOrDefault(i, null)
            })
            .ToList()
            .ForEach(row => Console.WriteLine($"p: {row.p}, c: {row.c}, s: {row.s}"));
    }
}

public static class ListExtensions {
    public static T ItemAtOrDefault<T>(this List<T> list, int index, T defaultValue)
        => index >= list.Count ? defaultValue : list[index];
}

public class Order {
    public Order(string products, string categories, string subcategories) {
        Products = products;
        Categories = categories;
        Subcategories = subcategories;
    }
    public string Products { get; set; }
    public string Categories { get; set; }
    public string Subcategories { get; set; }
}

Я полагаю, мы могли бы поменять это местами

.Select(i => new {
   p = items[0].ItemAtOrDefault(i, null),
   c = items[1].ItemAtOrDefault(i, null),
   s = items[2].ItemAtOrDefault(i, null)
})

за это:

.Select(i => new Order(
   items[0].ItemAtOrDefault(i, null),
   items[1].ItemAtOrDefault(i, null),
   items[2].ItemAtOrDefault(i, null)
))

Затем используйте свойства этого класса в разделе вывода.