需要迭代输入字符串，因此循环是不可避免的。标准API没有实现实现该循环的方法，因此循环必须在客户端代码或第三方库中。
下面是代码的外观btw：

public abstract class MatchReplacer {

    private final Pattern pattern;

    public MatchReplacer(Pattern pattern) {
        this.pattern = pattern;
    }

    public abstract String replacement(MatchResult matchResult);

    public String replace(String input) {

        Matcher m = pattern.matcher(input);

        StringBuffer sb = new StringBuffer();

        while (m.find())
            m.appendReplacement(sb, replacement(m.toMatchResult()));

        m.appendTail(sb);

        return sb.toString();
    }
}

用法：

public static void main(String... args) {
    MatchReplacer replacer = new MatchReplacer(Pattern.compile("[A-Z]")) {
        int i = 1;
        @Override public String replacement(MatchResult m) { 
            return "$0" + i++;
        }
    };
    System.out.println(replacer.replace("fooXbarXfooX"));
}

输出：

fooX1barX2fooX3

在Java中没有循环是不可能的...

Java regex不支持对匹配计数的引用，因此这是不可能的。

我不认为在Java中没有任何循环是可能的。

String x = "fooXbarXfooX";
        int count = 0;
        while(x.contains("X"))
        x = x.replaceFirst("X", Integer.toString(count++));
        System.out.println(x);