这个问题的主题让我觉得很有趣，因为我之前做了一个特殊的实现。我的解决方案恰好是两个替换，所以我会把它贴出来。
我的实现环境是Solaris，完整示例：

echo "0 1 2 3 7 8 9 10 19 99 109 199 909 999 1099 1909" |
perl -pe 's/\b([0-9]+)\b/0$1~01234567890/g' |
perl -pe 's/\b0(?!9*~)|([0-9])(?=9*~[0-9]*?\1([0-9]))|~[0-9]*/$2/g'

1 2 3 4 8 9 10 11 20 100 110 200 910 1000 1100 1910

把它拆开来解释：

s/\b([0-9]+)\b/0$1~01234567890/g

对于每个数字（#），请将其替换为0#~01234567890。前一个0用于将9舍入为10。01234567890块用于递增。“9 10”的示例文本为：

09~01234567890 010~01234567890

下一个正则表达式的各个部分可以单独描述，它们通过管道连接以减少替换计数：

s/\b0(?!9*~)/$2/g

在所有不需要四舍五入的数字前面选择“0”位，并将其丢弃。

s/([0-9])(?=9*~[0-9]*?\1([0-9]))/$2/g

（？=）是正向前瞻，\1是匹配组#1。这意味着匹配所有后面跟着9的数字，直到“~”标记，然后转到查找表并找到这个数字后面的数字。替换为查找表中的下一个数字。因此，在正则表达式引擎解析数字时，“09~”变成“19~”，然后变成“10~”。

s/~[0-9]*/$2/g

此正则表达式删除~查找表。

哇，事实证明这是可能的（尽管很丑陋）!
如果您没有时间或不想阅读整个说明，下面的代码可以做到这一点：

$str = '0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 19 20 29 99 100 139';
$str = preg_replace("/\d+/", "$0~", $str);
$str = preg_replace("/$/", "#123456789~0", $str);
do
{
$str = preg_replace(
    "/(?|0~(.*#.*(1))|1~(.*#.*(2))|2~(.*#.*(3))|3~(.*#.*(4))|4~(.*#.*(5))|5~(.*#.*(6))|6~(.*#.*(7))|7~(.*#.*(8))|8~(.*#.*(9))|9~(.*#.*(~0))|~(.*#.*(1)))/s",
    "$2$1",
    $str, -1, $count);
} while($count);
$str = preg_replace("/#123456789~0$/", "", $str);
echo $str;

现在我们开始吧。
首先，正如其他人提到的，即使你循环它，也不可能在单个替换中实现（因为你如何将相应的增量插入到一个数字中）。但是如果你先准备好字符串，就有一个可以循环的单个替换。下面是我使用PHP的演示实现。
我使用了以下测试字符串：

$str = '0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 19 20 29 99 100 139';

首先，让我们通过附加一个标记字符（我使用~，但您可能应该使用一些疯狂的Unicode字符或ASCII字符序列，它们肯定不会出现在您的目标字符串中）来标记所有要递增的数字。

$str = preg_replace("/\d+/", "$0~", $str);

由于我们将一次替换每个数字的一个数字（从右到左），因此我们将在每个完整数字后添加该标记字符。
现在主要的技巧来了，我们在字符串的末尾添加一个"lookup"（也是用一个在字符串中没有出现的唯一字符分隔;为了简单起见，我使用了#）。

$str = preg_replace("/$/", "#123456789~0", $str);

我们将使用它来替换数字，使其成为相应的后继数字。
接下来是循环：

do
{
$str = preg_replace(
    "/(?|0~(.*#.*(1))|1~(.*#.*(2))|2~(.*#.*(3))|3~(.*#.*(4))|4~(.*#.*(5))|5~(.*#.*(6))|6~(.*#.*(7))|7~(.*#.*(8))|8~(.*#.*(9))|9~(.*#.*(~0))|(?<!\d)~(.*#.*(1)))/s",
    "$2$1",
    $str, -1, $count);
} while($count);

好吧，这是怎么回事？匹配模式对每个可能的数字都有一个替代项。这将数字Map到后继项。以第一个替代项为例：

0~(.*#.*(1))

这将匹配后面跟着增量标记~的任何0，然后匹配所有内容，直到我们的欺骗分隔符和相应的后继符（这就是为什么我们把每个数字都放在那里）。如果你看一眼替换，这将被$2$1替换（它将是1，然后是我们匹配的~之后的所有内容，以将其放回原处）。注意，我们在此过程中删除了~。从0到1递增一个数字就足够了。该数字已成功递增，没有结转。
接下来的8个选择对于数字1到8是完全相同的，然后我们考虑两种特殊情况。

9~(.*#.*(~0))

当我们替换9时，我们不删除增量标记，而是把它放在结果0的左边。（结合周围的循环）就足以实现结转传播。现在还剩下一个特殊情况。对于所有仅由9组成的数字，我们将以数字前面的~结束。这就是最后一种选择的目的：

(?<!\d)~(.*#.*(1))

如果我们遇到一个前面没有数字的~（因此是负后看），那么它一定是一直通过一个数字来携带的，因此我们只需要用一个1来替换它。我认为我们甚至不需要负后看（因为这是最后一个被检查的选择），但是这样感觉更安全。
关于整个模式的(?|...)的一个简短说明，这确保了我们总是在相同的引用$1和$2中找到两个匹配的替代项（而不是字符串中更大的数字）。
最后，我们添加了DOTALL修饰符（s），以使其适用于包含换行符的字符串（否则，只有最后一行中的数字会递增）。
这使得替换字符串变得相当简单，我们只需要先写入$2（在其中我们捕获了后继字符串，也可能捕获了carry-over标记），然后将匹配到的所有其他字符串放回$1。
就是这样!我们只需要从字符串的末尾删除hack，就完成了：

$str = preg_replace("/#123456789~0$/", "", $str);
echo $str;
> 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 20 21 30 100 101 140

所以我们可以完全用正则表达式来做，我们唯一的循环总是使用相同的正则表达式，我相信这是我们不使用preg_replace_callback()所能得到的最接近的了。
当然，如果我们的字符串中有带小数点的数字，这会造成很糟糕的结果，但这可能可以通过第一次的准备替换来解决。

• • 更新：**我刚刚意识到，这种方法可以立即扩展到任意增量（不仅仅是+1）。只需更改第一个替换。您添加的~的数量等于您应用于所有数字的增量。因此

$str = preg_replace("/\d+/", "$0~~~", $str);

将字符串中的每个整数递增3。

我设法让它在3个替代工作（没有循环）。
左，右

s/$/ ~0123456789/

s/(?=\d)(?:([0-8])(?=.*\1(\d)\d*$)|(?=.*(1)))(?:(9+)(?=.*(~))|)(?!\d)/$2$3$4$5/g

s/9(?=9*~)(?=.*(0))|~| ~0123456789$/$1/g

• • 说明**

假设~是一个 * 不 * 期望出现在文本中任何地方的特殊字符。
1.如果一个字符在文本中找不到，那么就没有办法让它神奇地出现，所以首先我们在最后插入我们关心的字符。

s/$/ ~0123456789/

例如，

0 1 2 3 7 8 9 10 19 99 109 199 909 999 1099 1909

变成：

0 1 2 3 7 8 9 10 19 99 109 199 909 999 1099 1909 ~0123456789

1.接下来，对于每个数字，我们（1）递增最后一个非9（或者如果 * all * 都是9 s，则在前面加上一个1），以及（2）"标记"每个尾随的9 s组。

s/(?=\d)(?:([0-8])(?=.*\1(\d)\d*$)|(?=.*(1)))(?:(9+)(?=.*(~))|)(?!\d)/$2$3$4$5/g

例如，我们的示例变为：
1.最后，我们（1）用0替换每个"标记"的9组，（2）删除~，（3）删除末尾的字符集。

s/9(?=9*~)(?=.*(0))|~| ~0123456789$/$1/g

例如，我们的示例变为：

• • PHP示例**

$str = '0 1 2 3 7 8 9 10 19 99 109 199 909 999 1099 1909';
echo $str . '<br/>';
$str = preg_replace('/$/', ' ~0123456789', $str);
echo $str . '<br/>';
$str = preg_replace('/(?=\d)(?:([0-8])(?=.*\1(\d)\d*$)|(?=.*(1)))(?:(9+)(?=.*(~))|)(?!\d)/', '$2$3$4$5', $str);
echo $str . '<br/>';
$str = preg_replace('/9(?=9*~)(?=.*(0))|~| ~0123456789$/', '$1', $str);
echo $str . '<br/>';

输出：

0 1 2 3 7 8 9 10 19 99 109 199 909 999 1099 1909
0 1 2 3 7 8 9 10 19 99 109 199 909 999 1099 1909 ~0123456789
1 2 3 4 8 9 19~ 11 29~ 199~ 119~ 299~ 919~ 1999~ 1199~ 1919~ ~0123456789
1 2 3 4 8 9 10 11 20 100 110 200 910 1000 1100 1910

有可能在一次置换中实现吗？
没有。
如果不是，是否至少在给定上限的单个替换中是可能的，例如，直到9999的数字？
没有。
您甚至不能将0到8之间的数字替换为它们各自的后继数字。匹配并分组此数字后：

/([0-8])/

你需要替换它。然而，regex不对数字操作，而是对字符串操作。所以你可以替换“number”（或者更好：digit），但regex引擎不知道它正在复制一个包含数值的字符串。
即使你会做一些（愚蠢的）事情，比如：

/(0)|(1)|(2)|(3)|(4)|(5)|(6)|(7)|(8)/

这样正则表达式引擎“知道”如果组1匹配，数字'0'匹配，它仍然不能进行替换。您不能指示正则表达式引擎用数字'1'替换组1，用数字'2'替换组'2'，等等。当然，有些工具（如PHP）允许您定义几个不同的模式以及相应的替换字符串，但我觉得这不是你想的。

仅通过正则表达式搜索和替换是不可能的。
你必须使用其他东西来帮助实现这一点。你必须使用手头的编程语言来增加数字。

• • 编辑：**

正则表达式定义（作为**Single Unix Specification**的一部分）未提及支持算术表达式求值的正则表达式或执行算术运算的功能。
尽管如此，我知道有些风格（TextPad，Windows编辑器）允许您使用\i作为替换项，它是搜索字符串被找到次数的增量计数器，但它不会将找到的字符串求值或解析为数字，也不允许向其添加数字。

我已经找到了一个两步解决方案（Javascript），但它依赖于无限的lookaheads，这是一些regex引擎拒绝：

const incrementAll = s =>
        s.replaceAll(/(.+)/gm, "$1\n101234567890")
         .replaceAll(/(?:([0-8]|(?<=\d)9)(?=9*[^\d])(?=.*\n\d*\1(\d)\d*$))|(?<!\d)9(?=9*[^\d])(?=(?:.|\n)*(10))|\n101234567890$/gm, "$2$3");

关键是在第一步中在字符串末尾按顺序添加一个数字列表，在第二步中找到与位置相关的数字并通过前瞻捕获其右侧的数字。第二步中还有另外两个分支，一个用于处理前9，另一个用于删除数字序列。
编辑：我刚刚在Safari中测试了它，它抛出了一个错误，但它在Firefox中绝对有效。

我需要从一个我不能修改的管道中增加输出文件的索引。经过一些搜索后，我在这个页面上找到了一个命中。虽然阅读是有意义的，但他们确实没有给予一个可读的解决问题的方法。是的，只用regex是可以做到的;不，这不是那么容易理解。
在这里我想给予一个使用Python的可读解决方案，这样其他人就不需要重新发明轮子了，我可以想象你们中的许多人可能最终得到了类似的解决方案。
我们的想法是将文件名分成三组，并格式化匹配字符串，使递增的索引为中间组，然后可以只递增中间组，之后我们再将三组拼接在一起。

import re
import sys
import argparse
from os import listdir
from os.path import isfile, join


def main():
    parser = argparse.ArgumentParser(description='index shift of input')
    parser.add_argument('-r', '--regex', type=str,
            help='regex match string for the index to be shift')
    parser.add_argument('-i', '--indir', type=str,
            help='input directory')
    parser.add_argument('-o', '--outdir', type=str,
            help='output directory')

    args = parser.parse_args()
    # parse input regex string
    regex_str = args.regex
    regex = re.compile(regex_str)
    # target directories
    indir = args.indir
    outdir = args.outdir

    try:
        for input_fname in listdir(indir):
            input_fpath = join(indir, input_fname)
            if not isfile(input_fpath): # not a file
                continue

            matched = regex.match(input_fname)
            if matched is None: # not our target file
                continue
            # middle group is the index and we increment it
            index = int(matched.group(2)) + 1
            # reconstruct output
            output_fname = '{prev}{index}{after}'.format(**{
                'prev'  : matched.group(1),
                'index' : str(index),
                'after' : matched.group(3)
            })
            output_fpath = join(outdir, output_fname)

            # write the command required to stdout
            print('mv {i} {o}'.format(i=input_fpath, o=output_fpath))
    except BrokenPipeError:
        pass


if __name__ == '__main__': main()

我有一个名为index_shift.py的脚本。为了给予一个用法示例，我的文件名为k0_run0.csv，用于使用参数k引导运行机器学习模型。参数k从零开始，所需的索引Map从1开始。首先，我们准备输入和输出目录以避免覆盖文件

$ ls -1 test_in/ | head -n 5
k0_run0.csv
k0_run10.csv
k0_run11.csv
k0_run12.csv
k0_run13.csv
$ ls -1 test_out/

要查看脚本如何工作，只需打印其输出：

$ python3 -u index_shift.py -r '(^k)(\d+?)(_run.+)' -i test_in -o test_out | head -n5
mv test_in/k6_run26.csv test_out/k7_run26.csv
mv test_in/k25_run11.csv test_out/k26_run11.csv
mv test_in/k7_run14.csv test_out/k8_run14.csv
mv test_in/k4_run25.csv test_out/k5_run25.csv
mv test_in/k1_run28.csv test_out/k2_run28.csv

它生成bash mv命令来重命名文件，现在我们将这些行直接传输到bash。

$ python3 -u index_shift.py -r '(^k)(\d+?)(_run.+)' -i test_in -o test_out | bash

检查输出，我们已经成功地将索引移位了一位。

$ ls test_out/k0_run0.csv
ls: cannot access 'test_out/k0_run0.csv': No such file or directory
$ ls test_out/k1_run0.csv
test_out/k1_run0.csv

你也可以用cp代替mv。我的文件有点大，所以我想避免复制它们。你也可以重构你移位多少作为输入参数。我没有麻烦，因为移位一是我的大多数用例。