Лучшие практики для работы с операторами LINQ, которые приводят к пустым последовательностям и тому подобное?

Вам было бы лучше распределить его в куче, а не в стеке. что-то вроде

int main(int argc, char* argv[])
{
    int * sieve;
    sieve = malloc(20000);
    return 0;
}