Nightmare A, профайлер - это основной метод анализа сложности кода. Вся теория - попытка предсказать работу профайлера. Но раз у вас код в виде чёрного ящика, вы не сможете его предсказать. Например, у вас могут быть динамические границы цикла и т.п.
Если речь про сложность алгоритма, то она зависит от структуры кода, а не объёмов обрабатываемых данных. А как отличить квадратичный алгоритм от логарифмического объясняют обычно в первых же главах любого учебника по алгоритмам.