а DioD то прав - метод с хранением списков свободных ячеек гораздо эффективнее чем перебор

хотя для задач с небольшим кол-вом элементов, как у автора, вполне применим кустарный метод с использованием перебора циклом и сохранением минимального индекса свободной ячейки, кол-ва свободных ячеек между минимальным индексом свободной ячейки и последней занятой ячейкой и, желательно, индекс последней свободной ячейки в промежутке между первой свободной и последней занятой

в простом виде алгоритм такой:

при запросе на новую свободную ячейку возвращается индекс первой свободной ячейки и осуществляется перебор от следующей ячейки с целью нахождения следующей свободной

при запросе на освобождение ячейки проверяется не меньше ли индекс освобожденной ячейки чем индекс первой свободной ячейки и если это так, то индекс освобожденной ячейки записывается как новый индекс первой свободной ячейки

в более сложном варианте еще выполняется проверка на то не является ли выданная ячейка последней (в диапазоне от первой свободной до последней занятой) и в этом случае перебор начинается со следующей за последней занятой

в некоторых случаях бывает удобно перебирать ячейки от последней свободной в сторону убывания

сам я давно почти отказался от таких методов (иногда целесообразнее небольшой перебор чем несколько лишних килобайт памяти) в пользу методов с сохранением списков свободных ячеек

слишком много проверок, в варианте со списком:

генератор уникальных в него встроен блок рециркуляции

список занятых ячеек, ссылками, при удалении двигаем последний элемент на место удаляемого

того будет 1 проверка, является ли удаляемый элемент последним, и ничего не надо, при желании можно сделать без дополнительных переменных на одном массиве.